Твоя реклама

Получение эфирных масел

Home » Получение эфирных масел » Получение эфирных масел

Получение эфирных маселВ зависимости от характера растительного сырья и свойств эфирных масел, их извлекают способом, позволяющим получить наибольший выход продукции хорошего качества. Получение эфирных масел осуществляется следующими способами:

  • механический;
  • извлечение эфирного масла нелетучими растворителями (мацерация) или летучими растворителями (экстракция);
  • поглощение эфирных масел животными жирами (анфлераж), растительными маслами, а также некоторыми другими жидкими и твердыми поглотителями-сорбентами (сорбция);
  • отгонка с водяным паром.

Механическим способом получают сырье с большим скоплением эфирного масла, расположенного близко от наружной (покровной) ткани, доступной для разрушения клеток механическим воздействием. Этот способ применяют в основном при переработке кожуры плодов цитрусовых (апельсинов, лимонов, мандаринов). Для получения эфирных масел из клеток кожуры цитрусовых их разрушают прессованием или дроблением, прокалыванием или натиранием. Интенсивность получения масел зависит от степени зрелости плодов: зрелые плоды выделяют масло легче. Более высокий выход эфирного масла получается при отгонке его с водяным паром из измельченной кожицы плодов. Однако при таком способе, связанном с повышенной температурой, получают эфирные масла невысокого качества. Получение эфирных масел при помощи летучих и нелетучих растворителей основано на их способности растворяться в животных жирах, растительных маслах и органических растворителях. Способом мацерации (извлечение нелетучими растворителями) перерабатывают цветы, содержащие в незначительных количествах эфирные масла и прекращающие накопление их после среза. В качестве растворителя применяют смесь внутреннего говяжьего и свиного жира, перетопленного при повышенной температуре с добавлением консервирующих продуктов. Из растительных жирных масел наиболее ценными являются оливковое, миндальное и масло из абрикосовых и персиковых косточек. Способом экстракции (извлечение летучими растворителями) получают эфирные масла, на сырье которых вредно действует высокая температура, а также сырье, содержащее много нелетучих веществ и смол (дубовый мох и ладанник). Летучими растворителями для экстракции служат петролейный и диэтиловый эфиры, этиловый спирт, ацетон, хлористый метилен и др. Для экстракции могут быть также использованы сжиженные газы (углекислый газ, фреон).

Процесс экстракции заключается в том, что эфирномасличное сырье тем или иным способом обрабатывается растворителем. Сырье в экстракторе может находиться в спокойном состоянии (при этом необходимо производить несколько настаиваний) или в движении через слой растворителя. Поглощение эфирного масла жирами или сорбентами основано на способности жиров и растительных масел, а также других жидких и твердых сорбентов (активированный уголь, окись алюминия, диэтилфталат и др.) адсорбировать пары натуральных масел из газовой среды. Этот способ применяют только для переработки цветов, биологические функции которых по выделению душистых веществ продолжаются после их среза (жасмин, тубероза, ландыш и др.). При выборе способа получения эфирного масла принимают во внимание свойства находящихся в нем эфирных масел, количественное содержание, форму нахождения их и характер распределения. Если сырье можно переработать несколькими способами, то выбирают наиболее экономичный и простой по техническому оформлению, но обеспечивающий более высокий выход эфирного масла хорошего качества. Из всех способов наиболее распространен способ отгонки эфирномасличного сырья с водяным паром. В результате достигается получение эфирных масел в малоизмененном виде с хорошим выходом, так как процесс протекает при температуре ниже 100 °С. Кроме этого, в данном случае возможно дополнительное получение эфирных масел из дистилляционных вод. Если эфирные масла находятся в растении в незначительных количествах, изменяют свои свойства при высокой температуре или труднолетучи, применяют способ экстракции. Таким образом, получение эфирных масел, в основном, осуществляется такими основными способами, как отгонка эфирных масел и экстракция летучими растворителями. Способ сорбции, как правило, осуществляется на отдельных стадиях паровой отгонки для улавливания эфирных масел. Из остальных способов как самостоятельный применяют механический для получения эфирного масла цитрусовых. В производстве эфирных масел встречаются следующие виды паровой отгонки:

  • отгонка эфирных масел с водяным паром из сырья;
  • получение эфирных масел, растворенных в дистилляционных водах (вторичных) путем дистилляции (когобации);
  • очистка эфирных масел перегонкой с водяным паром (ректификация), которое осуществляется как при атмосферном, так и при пониженном давлении (вакууме);
  • обезвоживание (сушка) эфирных масел отгонкой воды в вакууме;
  • получение из эфирных масел отдельных компонентов дробной (фракционной) перегонкой.

Получение эфирных маселНа практике отгонка эфирных масел производится двумя способами: гидродистилляцией и паровой отгонкой. При гидродистилляции источником водяного пара является вода, залитая в аппарат вместе с перерабатываемым материалом (эфирные масла или эфирномасличное сырье). Длительное воздействие кипящей воды на эфирные масла приводит к улучшению их качества, например, омылению линалилацетата в лавандовом и шалфейном эфирных маслах. В большинстве случаев для отгонки эфирных масел используют острый пар, подаваемый в аппарат от парообразователя (котельной), такой процесс называется паровой отгонкой. При отгонке эфирных масел гидродистилляцией и при помощи вводимого извне острого водяного пара перегоняемая жидкость должна сначала нагреться до температуры, близкой к 100 °С (при нормальных условиях перегонки).

В дальнейшем образовавшиеся пузырьки водяного пара проходят через слои жидкости без конденсации (при надежной термоизоляции наружных стенок перегонного аппарата). В каждый такой пузырек диффундирует испаряющееся с его внешней поверхности эфирное масло, и такое испарение может происходить до тех пор, пока суммарное давление паров внутри пузырька не станет равным атмосферному. Поднимающиеся пузырьки достигают поверхности жидкости, и заключающаяся в них смесь паров переходит в паровое пространство перегонного аппарата. На практике пузырьки водяного пара проходят через слой эфирного масла настолько быстро, что полное насыщение смеси парами эфирного масла не достигается, поэтому последние остаются ненасыщенными.

При отгонке эфирных масел с водяным паром состав отгоняющихся фракций будет неодинаков в связи с различием парциального давления паров отдельных компонентов эфирных масел. В первую очередь отгоняются компоненты с более высоким парциальным давлением, а следовательно, и наиболее низкой температурой кипения, а к концу перегонки в дистилляте будут преобладать компоненты с наиболее высоким парциальным давлением — высококипящие. Процесс отгонки эфирных масел из растительного сырья протекает несколько в иных условиях сравнительно с паровой перегонкой эфирных масел, в связи с тем что эфирное масло, содержащееся в сырье, отделено от водяного пара оболочками клеток, в которых оно заключено. Эфирное масло, находящееся в тканях сырья и недоступное непосредственному воздействию водяного пара, должно предварительно в результате гидродиффузии проникнуть через клеточные оболочки наружу, после чего оно сможет увлекаться водяным паром.

При гидродиффузии некоторая часть эфирного масла растворяется в воде, содержащейся в том же вместилище, что и масло, проникает через разбухшую под влиянием влаги и тепла клеточную оболочку и увлекается водяным паром. Процесс гидродиффузии длится до тех пор, пока из сырья не отгонится все эфирное масло. Гидродиффузия может идти лишь при наличии воды, находящейся в самом сырье или сконцентрировавшейся в процессе воздействия пара на холодное сырье. В связи с этим воздушно-сухое сырье в начале процесса отгонки должно подвергаться обработке влажным паром или предварительно увлажняться водой.

Предварительное измельчение сырья перед паровой переработкой освобождает некоторое количество содержащегося в нем эфирного масла, которое вступает в контакт с водяным паром и увлекается им в парообразном состоянии. Эфирное масло, оставшееся включенным в ткани неизмельченной части сырья и поэтому недоступное непосредственному контакту с паром, должно предварительно подвергнуться процессу диффузии. Экстракция имеет ряд преимуществ перед паровой отгонкой эфирных масел. Экстракционный процесс протекает при более низких температурах, поэтому возможность изменения химического состава эфирных масел резко снижается. Экстракционные масла имеют более высокий выход, они почти не содержат терпеновых и сесквитерпеновых углеводородов, претерпевающих химические превращения, в связи с чем введение экстракционных масел в парфюмерные изделия обеспечивает их высокую устойчивость при хранении.

Получение эфирных масел

Экстракционные масла делятся на экстракты (конкреты, резиноиды) и абсолютные. Конкретами называется смесь душистых, дубильных, красящих и других веществ, полученная при переработке эфирномасличного сырья экстракцией органическим растворителем с последующей отгонкой растворителя. Конкреты из цветочного сырья представляют собой полупродукты и в парфюмерии, как правило, не используются. Резиноиды — экстракты, полученные обработкой сырья горячим этиловым эфиром с последующей его отгонкой. Абсолютное масло представляет собой часть конкрета, растворимую в спирте, и обладает запахом, наиболее полно передающим запах исходного сырья.

Благодаря наличию в абсолютных маслах нелетучих смолообразных экстрактивных веществ, которые препятствуют испарению легколетучих компонентов, абсолютные масла обладают высокими фиксирующими (закрепляющими) свойствами. Сочетание запаха, хорошо воспроизводящего аромат цветов, с фиксирующими свойствами делает абсолютные масла чрезвычайно ценными продуктами для применения в парфюмерии. Наиболее важными условиями для получения качественных экстракционных масел являются свежесть цветочного сырья, правильный выбор и качество растворителя и соблюдение оптимального режима процесса. В качестве растворителя для получения конкретов из цветочного сырья применяют предварительно разогнанный петролейный эфир или бензин марки А. Лишайники и ладанник экстрагируют горячим этиловым спиртом.

Экстракты можно выделять также с помощью сжиженных газов (фреона, бутана, СО, и др.). Они химически стойки, очень хорошо растворяют эфирные масла, не влияя на их качество. Газы почти не растворяют сопутствующие эфирным маслам вещества, не имеют запаха, испаряются при низких температурах без остатка, стоимость их сравнительно невысокая. Процесс экстракции этими растворителями можно проводить при низких температурах, поэтому экстракты обладают высокими парфюмерными качествами. В настоящее время с помощью СО, в эфирные масла перерабатываются экстракты календулы, зверобоя, ромашки, эвкалипта, укропа, перца, гвоздики и другого эфирномасличного, пряноароматического и лекарственного сырья, широко применяемого в косметической и пищевой промышленности.

Экстракцию из цветочного сырья, как правило, получают при нормальной температуре во избежание извлечения балластных веществ. При получении смолообразных продуктов — резиноидов — сырье предварительно измельчают и нагревают. Способом паровой отгонки перерабатывается свыше 95% всего эфирномасличного сырья в аппаратах периодического и непрерывного действия. Переработка сырья складывается из процессов, рассмотренных ниже. Подготовка сырья к переработке охватывает все виды эфирномасличного сырья.

Так, зерновое сырье необходимо очищать и измельчать, цветочно-травянистое и корневое — измельчать, а цветы розы — ферментировать. Отгонка эфирных масел производится с помощью пара, подаваемого в аппарат. Количество пара, подаваемого в аппарат, т.е. скорость гонки, зависит от вида эфирномасличного сырья и типа аппарата. При снижении давления пара увеличивается масличность отходов.

Конденсация паров и охлаждение дистиллята происходит в холодильнике за счет отдачи тепла охлаждающей среде. Разделение первичного эфирного масла и дистиллята осуществляется в специальных приемниках-разделителях, называемых флорентинами. Процесс отделения первичного масла основан на разности плотностей масла и воды, на их взаимной растворимости. Скорость и полнота отделения зависят от температуры среды, конструкции и размеров флорентин. Рекуперация эфирного масла из дистилляционных вод необходима потому, что отходящий из флорентин дистиллят частично уносит с собой эфирное масло в растворенном состоянии и в виде эмульсий.

В среднем с дистиллятом уносится 5—6% эфирных масел, но розового масла в дистилляте содержится до 95%, а базиликового до 50%. Для рекуперации эфирных масел применяют метод отгонки масел с парами воды — когобацию и сорбцию эфирных масел с помощью сорбентов (при переработке розы). Качество вторичного когобационного масла может существенно отличаться от качества основного (первичного), что связано с различной растворимостью компонентов эфирных масел. Во многих случаях они не купажируются (не смешиваются). Приведение эфирных масел в товарный вид заключается в отстаивании, обезвоживании, фильтрации. Ректификация эфирных масел — перегонка с водяным паром при атмосферном давлении — нужна для очистки их от неприятно пахнущих компонентов и красящих веществ, так как некоторые из них имеют резкий запах и более темную окраску.

Фасовку производят в соответствии с действующими стандартами в стеклянные банки вместимостью до 3 л, в банки из белой жести вместимостью до 10 л, в бидоны, бочки стальные, алюминиевые и из нержавеющей стали вместимостью 200 л. Упаковку, маркировку и хранение эфирных масел также проводят в соответствии с действующими стандартами. Отходы эфирномасличного производства содержат много ценных биологически активных и лечебных веществ, витаминов и др. Из них получают корма для скота (шрот, силос и кормовую витаминную муку), извлекают различные вещества, применяемые в косметике, медицине, производстве синтетических душистых веществ. Глубокое изучение состава отходов, разработка и внедрение методов их получения, расширение объемов производства продуктов по уже освоенным технологиям является актуальными вопросами эфирномасличной промышленности. Решение их позволит расширить ассортимент парфюмерно-косметических изделий, повысить рентабельность эфирномасличного производства и в ряде случаев загрузить предприятия в межсезонный период. При производстве абсолютных масел из конкретов цветочного сырья в качестве отходов остается воск — масса темно-желтого или коричневого цвета.

После отделения механических примесей и отбеливания воск розы, азалии и жасмина используют в косметической промышленности для приготовления туши для ресниц, губной помады и др. Кроме того, из воска розы выделяется дополнительно до 2% розового эфирного масла.

Если вам понравилась статья, поделитесь ею со своими друзьями: