CC BY
57
ного образца большими степенью дисперсности и влагоудерживающими свойствами, более однородной структурой эмульсии, они меньше подвержены окислительным процессам и отличаются профилактическими свойствами.
Рецептура маргарина ’’Тонус-1” апробирована в условиях Красноярского маргаринового завода.
ВЫВОДЫ
1. Изучено влияние добавки янтарной кислоты на эмульгирующую способность пищевых растительных фосфолипидов и физико-химические показатели маргариновых эмульсий.
2. Показано, что маргарин с добавкой янтарной кислоты и пищевых растительных фосфолипидов обладает повышенной окислительной стабильностью.
3. Разработана рецептура диетического маргарина ’’Тонус-1” с добавкой янтарной кислоты и пищевых растительных фосфолипидов.
4. Показано, что маргарин "Тонус-1” обладает профилактическими свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сучков A.B. Влияние янтарной кислоты и ее солей на физическую работоспособность: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1989..— 24 с.
2. Пат. 2027374 RU, МКИГ С1 А 23 D 7/02, № 92012397/13. Маргарин / Т.В. Худых, С.А. Сагателян, Т.И. Тимофеенко и др.; Заявл. 16.12.92; Опубл. 27.01.95; Бюл. № 3.
3. Кондрашова М.Н. Терапевтическое действие янтарной кислоты / АН СССР. Науч. центр биол. исследований. — Пущино, 1976. — 234 с.
Кафедра технологии жиров
Поступила 14.05.96
668.526.87.036.2
ПЕРЕРАБОТКА ФЕНХЕЛЕВОГО МАСЛА РЕКТИФИКАЦИЕЙ В ВАКУУМЕ
Е.Г. АНИСИМОВА, А.П. УСОВ
Кубанский государственный технологический университет
Фенхелевое эфирное масло получают из растений или зрелых плодов фенхеля обыкновенного (Foeniculum vulgare Mill.) отгонкой с водяным паром [1, 2]. В составе масла преобладает трансанетол (1-метокси-4-пропенилбензол, 45-75%); присутствуют также метилхавикол (1-метокси-4-аллилбензол, 2-6%), (+)-фенхон (1,3,3-триметил-бицикло-2.2.1-гептан-2-он, 8-20%); терпеновые углеводороды (15-40%) и ряд сопутствующих минорных компонентов с массовой долей менее одного процента [3, 4].
В качестве душистого вещества фенхелевое масло находит ограниченное применение [5] из-за непарфюмерного запаха фенхона и углеводородов. Его используют главным образом для выделения анетола и получения обепина [4, 6], которые применяют в парфюмерных композициях, пищевых эссенциях, а также в качестве сырья в производстве лекарственных препаратов [7].
Анетол может быть выделен кристаллизацией при охлаждении фенхелевого масла [8]. В последние годы этот метод вытеснен более эффективным процессом вакуумной ректификации, позволяющим с меньшими затратами получить высококачественный анетол. Известные технологии ректификации [7] не нацелены на выделение других компонентов фенхелевого масла. Фенхон и углеводороды собирают вместе, фракцию метилхавикола направляют на изомеризацию в анетол, сопутствующие минорные компоненты теряются в ходе технологического процесса.
Сведения о температурах кипения компонентов фенхелевого масла [9] и отсутствие данных об азеотропах между ними позволяют предполагать возможность более эффективной организации процесса ректификации и получения из фенхелевого масла, наряду с анетолом, (+)-фенхона, метилхавикола и других натуральных продуктов, которые могут найти самостоятельное применение.
Ректификации подвергали масло растений фенхеля различных сроков хранения с массовой долей анетола 55-62%. Процесс проводили на стеклянной лабораторной установке периодического действия с кубом вместимостью 500 см3 и колонкой в виде елочного дефлегматора эффективностью 5 теоретических тарелок (на системе н-гептан—толуол). Приближенные расчеты [10] показали, что 5 теоретических тарелок позволяют четко разделять фенхелевое масло на углеводороды и анетол при доле промежуточной фракции 20%. Использование колонки малой эффективности обусловлено необходимостью приближения предлагаемой технологии к возможностям предприятий отрасли, для которых малодоступно высокоэффективное ректификационное оборудование. В дистилляте методом ГЖХ [11] определяли состав, а также
зргари-готы и
яадает
олей на канд.
397/13.
эфеенко
нтарной ший. —
Г.036.2
л фен-долей
5КЛЯН-
о дей-1К0Й в
гью 5 а—то-и, что |разде-нетол ользо-влено И тех-эасли, ивное :лляте также
-
_ {Я
- ДО
№
показатель преломления, который различен у основных компонентов масла (углеводороды п0 = = 1,466-1,490; фенхон пв = 1,462; метилхавикол п0 - 1,523; анетол Ы0 = 1,561) [6, 12, 13] и существенно изменялся в ходе процесса.
Кривые ректификации свежеполученного фен-хелевого масла представлены на рисунке (/ — п020; массовые доли в дистилляте: 2 — анетола, 3 — метилхавикола, 4 — фенхона, 5 — углеводородов).
Ректификацию начинали при остаточном давлении 5,5 кПа, снижая его до 1 кПа к концу процесса, с тем чтобы температура кипения в кубе установки не превышала 125°С. Начальные порции дистиллята отбирали при флегмовом числе 13-15. Когда массовая доля анетола в дистилляте достигала 98,5%, флегмовое число снижали до 0,15-0,20. Полученная в этих условиях анетольная фракция соответствовала требованиям к товарному анетолу (температура застывания не менее 20°С).
Ректификация свежеполученного масла (К.ч. 0,4 мг КОН/г, гидроперекиси отсутствуют) отличалась незначительным смолообразованием. Количество кубового остатка не превышало 2% от загрузки, тогда как при использовании хранившегося в течение 14 мес масла с К.ч. 2,9 мг КОН/г и массовой долей гидроперекисей 0,2% в расчете на активный кислород доля кубового остатка составляла 7-8%, несмотря на предварительное омыление масла, рекомендуемое по известной технологии [7].
Конечные порции дистиллята анетольной фракции нередко приобретали посторонний малоприятный запах, особенно заметный при использовании хранившегося масла. Чтобы не проводить повторную перегонку подобного дистиллята и исключить связанные с этим потери, предложено нагревать его с водой или водными растворами веществ, снижающих растворение и эмульгирование анетола в водной фазе [14]. Подобная обработка устраняла посторонний запах, и дистиллят после отделения водного слоя и высушивания соответствовал показателям качества, установленным для товарного анетола. Производственные партии анетола, полученные с использованием предложенного приема, получили положительную оценку потребителя.
Начальные порции дистиллята разделяли на три фракции: углеводородную, фенхонную и метилха-викольную. Разделение удобно осуществлять по величине показателя преломления, граничными значениями которого для названных фракций выбраны соответственно 1,473; 1,485 и 1,558.
Таблица
Наименование фракций Массовая ДОЛЯ, %
углеводо- родов фенхона метил- хавикола анетола
Углеводородная 91,0 . 8,4 0,3 -
Фенхонная 32,5 65,0 1,1 1,2
Метилхавикольная - 2,1 20,0 63,0
Анетольная - • 0,2 99,0
В результате переработки 1337,32 г масла с массовыми долями анетола 55,0; углеводородов 29,5; фенхона 9,0; метилхавикола 2,9% получили
381,05 г углеводородной, 123,67 г фенхонной, 178,50 г метилхавикольной, 578,92 г анетольной фракции и 37,44 г кубового остатка. Состав фракций представлен в таблице.
В целях более полного разделения компонентов начальные фракции подвергали повторной ректификации. В результате из 350,27 г углеводородной фракции получили 202,17 г дистиллята с массовыми долями а-пинена 61,0; фенхона 0,5%; 106,31 г дистиллята с содержанием углеводородов и фенхона 89,2 и 10,0% соответственно и 27,65 г кубового остатка, основным компонентом которого являлся фенхон (60,4 %). При ректификации углеводородной фракции не добивались полного испарения загруженной смеси. Процесс заканчивали, когда массовая доля фенхона в кубовом остатке приближалась к его содержанию в фенхонной фракции в связи с понижением эффективности разделения при малой загрузке куба [10] и интенсификацией осмоления продукта. Кубовый остаток объединяли с фенхонной фракцией при ее дальнейшей переработке. Обогащенный а-пиненом дистиллят по составу близок к сосновому скипидару и может быть использован в аналогичных целях, в том числе и для получения душистых веществ. Гидратация обогащенного а-пиненом дистиллята по известной методике [15] позволила получить сосновое масло и а-терпинеол с хорошим запахом.
Выделение фенхона из фенхонной фракции осуществляли двойной ректификацией с использованием на второй ступени колонки эффективностью 10 теоретических тарелок. В результате получили (+)-фенхон с массовой долей основного вещества 98,0 %, плотностью ¿2020 = 0,9456, п020 = 1,4625 и углом вращения плоскости поляризации [ао20]+68,Г (в СНС13-растворе), что близко к литературным данным для фенхона, выделяемого химическим путем [12]. Полученный (+)-фенхон может расширить перечень химических реактивов, производимых в стране.
Поиск путей использования смесей фенхона с углеводородами, образующихся при ректификации фенхонных фракций, привел к обнаружению высокой фунгицидной активности подобных продуктов. Установлено, что они губительно действуют на микрогрибы серой и белой гнили в концентрациях 0,05%. Это дает основание рекомендовать углеводородно-фенхонные смеси в качестве эффективного и экологически чистого средства защиты растений.
Повторной ректификацией метилхавикольной фракции выделили дополнительное количество товарного анетола и получили смесь метилхавикола, анетола и сопутствующих компонентов с температурами кипения, близкими к температуре кипения метилхавикола, отличающуюся парфюмерным запахом (парфюмерная оценка 4,5 балла ) и пригодную к использованию в парфюмерной промышленности.
Полный цикл ректификации фенхелевого масла с переработкой всех промежуточных фракций и возвратных продуктов позволил получить в расчете на 1 кг исходного масла 500,0 г товарного анетола (99%), 47,8 г смеси метилхавикола с анетолом и сопутствующими компонентами с парфюмерным запахом, 47,1 г (+)-фенхона, 164,5 г обогащенной а-пиненом углеводородной фракции (62,0% а-пинена) и 142,6 г смеси углеводородов с фенхоном (21,7 % фенхона).
В зависимости от потребностей соотношение продуктов может изменяться, например, в сторону увеличения количества углеводородно-фенхонных смесей путем объединения фенхона и фракции а-пинена или, наоборот, в сторону увеличения выхода (+)-фенхона за счет дополнительного его выделения из смесей с углеводородами. Смолообразные кубовые остатки (3-4% от загрузки при использовании свежеполученного масла) являлись отходом производства, который, как и другие подобные продукты, наиболее целесообразно использовать на предприятиях в качестве добавки к топливному мазуту.
ЛИТЕРАТУРА
1. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ / И.И. Сидоров, Н.А.Турышева и др. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984.
2. Гватуа Е.Б.. Танасиенко Ф.С. Получение эфирного масла из целых растений фенхеля паровой перегонкой в контейнерах / Тр. ВНИИЭМК. Т. 15. — Симферополь, 1983. — С. 146-149.
3. Изучение эфирного масла фенхеля лекарственного методом капиллярной хроматографии / В.Н. Пауков, В.Н. Иванова, Т.А. Шаворская и др. / Междунар. конгресс по эфирным маслам. Т. 1. — Тбилиси, 1968. — С. 255-265.
4. Чернышева И.М., Персидская К.Г., Манькова Э.Н. Эфирное масло из целых растений фенхеля и возможности его переработки / Тр. ВНИИЭМК. Т. 14. — Симферополь, 1982. — С. 165-171.
5. Коволенко JI.B., Шляпникова А.П., Журбенко M.JI.
Рациональная технология переработки фенхеля // 06-зорн. информ. Сер. 21 / ВНИИ информ. и техн.-эконом. исследований пищевой пром-сти. — 1991. — № 4. — С. 1-22.
6. Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии: Справ, изд. — М.: Химия, 1994. — 256 с.
7. Георгиев Е. Технология на естествените и синтетичните ароматични продукги. — Пловдив, 1980. — 175 с.
8. Топалов П. Технология на етеричномаслените сурсви-ни.— Пловдив, 1968.
9. Стелл Д.Р. Таблицы давления паров индивидуальных веществ / Пер. с англ. под ред. С.В. Горбачева и В.М. Михайлова. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1949. — 71 с.
10. Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке: Пер. с нем. В.И. Чернышева, A.B. Шафрановского; под ред. В.М. Олевского. — М.: Химия. 1980. — 519 с.
11. Усов А.П., Анисимова Е.Г., Суевалова В.В. Хроматографическое определение анетола в эфирном масле фенхеля // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1996. — №> 3-4. — С. 76-79.
12. Горяев М.И., Плива И. Методы исследования эфирных масел. — Алма-Ата.: Изд-во АН КазССР, 1962. — 752 с.
13. Справочник химика. Т. 4 / Редкол.: Б.П. Никольский (гл. ред.) и др. — Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1965. — 919 с.
14. Пат. 2064920 РФ. Способ выделения анетола / А.П. Усов, H.A. Турышева, М.Г. Шаповалова. — Опубл. в Б.И. — 1996. — № 22.
15. Получение терпинеола гидратацией пинена / А.И. Биби-чева, З.П. Головина, С.И. Малолетнева и др. // Масложировая пром-сть. — 1984. — № 11. — С. 24-25.
Кафедра технологии эфирных масел < п г :
Поступила 22.12.97.
663.97.004.82
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УГЛУБЛЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТАБАЧНЫХ ОТХОДОВ
И.Г. МОХНАЧЕВ, Л.И. ДАВИДЕНКО
Кубанский государственный технологический университет
В табачном производстве при выращивании и заготовках сырья, а также при изготовлении курительных изделий образуются и накапливаются значительные массы табачных отходов, которые содержат все ценные компоненты, присутствующие в табаке, но отличаются низкими технологическими свойствами, ограничивающими их переработку, например, на сигареты. Поэтому в течение многих лет решаются задачи, связанные с утилизацией табачных отходов, выделением из них технически ценных веществ. В этом отношении наибольший интерес представляет никотин, который может использоваться в качестве инсектицида, а также для синтеза никотиновой кислоты и других целей.
В настоящее время разработано и применяется на практике много способов извлечения никотина из табака, например, [1]. С нашей точки зрения, наибольший интерес представляет технология, которая используется в КНР на заводе ядохимикатов в Юй Чжоу. Принципиальная суть этой технологии заключается в следующем.
Табачные отходы экстрагируют горячим водным раствором Н2Б04 при pH 2 (гидромодуль 1:10; на 1 т табака используют около 100 кг конц. Н2Б04). Через несколько часов процесс прекращают, экстракт отделяют и направляют на ионообменную колонну, заполненную катионитом в Н+-форме.
Все катионы, в том числе и никотин, задерживаются смолой, а фильтрат вместе с водонерастворимой частью табака в дальнейшем выбрасывается. После истощения адсорбционной емкости колонны ее промывают раствором НС1, элюируя все катионы вместе с никотином и одновременно заряжая смолу для последующей фильтрации экстракта. Из элюата никотин с помощью известных способов легко отделяется от сопутствующих загрязнений. В конечном счете можно получить никотин-основание либо его соли, например, 40%-й никотин-сульфат. Описанный выше процесс не связан с большими энергозатратами, экологически чист и обеспечивает экономическую целесообразность переработки табачных отходов даже при низком содержании никотина на уровне 1%.
Данная технология, ограничиваясь только извлечением никотина, по существу позволяет утилизировать всего около 1% отходов. Ее углубление дает возможность получить из водорастворимой части табака микробиологический корм [2J, а из сернокислотного экстракта — органические кислоты [1] и пектиновые вещества [3]. При таком комплексном подходе удается существенно повысить техноэкономические параметры процесса. В настоящей работе мы попытались изучить возможность извлечения табачных пектинов.
Технология сернокислотной экстракции табака полностью соответствует по своим параметрам способам извлечения пектиновых веществ из других растительных объектов [3]. Поэтому мы предполо-
