производство цитрусовых масел

Содержание
Введение
1 Эфирные масла.Общая характеристика
2 Способы получения цитрусовых масел
2.1 Перегонка с водяным паром
2.2 Экстракция летучими растворителями
2.3 Механический метод
Заключение
Литература

производство цитрусовых масел

Таблица 1
Важнейшие составные части цитрусовых масел
Цитрусовое
масло
Основные компоненты, %
Содержание нелетучих компонентов, %
Лимонное
(+)-лимонен, 90%
цитраль, 3-5%
1.5-3%
Апельсиновое
(+)-лимонен, 90%
деканаль, 0.9-3.2%
1.6-3.5%
Мандариновое
(+)-лимонен, 90%
терпены
1.5-3%
Для выделения эфирных масел используют сырое, подвяленное, высушенное или ферментированное сырье. Для производства цитрусовых масел используется лимонная, апельсиновая, мандариновая кожура.
2 Способы получения цитрусовых масел
В отечественной эфиромасличной промышленности душистые вещества извлекают двумя методами: перегонкой с водяным паром и экстракцией летучими растворителями. Причем первым методом получают более 90% готовой продукции.
2.1 Перегонка с водяным паром
Самый распространенный способ получения – перегонка с водяным паром (гидродистиляция). Основан на способности эфирных масел к летучести, выход при этом методе до 20%.
Этот процесс осуществляется в жидкой фазе при непосредственном контакте эфирного масла и воды и рассматриваются как перегонка смеси жидкостей. Перегонка с водяным паром представляет собой трехкомпонентную систему: одним компонентом является вода, двумя другими – основные компоненты углеводородной и кислородной частей эфирного масла [3, с. 106].
Из всех компонентов системы вода характеризуется самой высокой упругостью пара. Это позволяет отогнать ее ранее других компонентов. Но вместе с водой в составе азеотропа отгоняются компоненты эфирного масла, прежде всего терпеновые углеводороды.
Количество отгона и его состав определяются по законам Рауля и Генри [1, с. 78]. При определении парциальных давлений и состава фаз к компонентам эфирного масла как к растворителям применяется закон Рауля, к воде – закон Генри.
Исходными данными для расчета служат давление, при котором проводится процесс, состав масла, содержание воды в масле до обезвоживания и после него.
Сырье при перегонке помещают в специальный перегонный аппарат, состоящий условно из трех частей: перегонного куба, змеевикового холодильника и приемника. Пар подается в нижнюю часть куба под сырье и поднимается вверх вместе с эфирным маслом, попадая в холодильник. Там пар конденсируется, превращается в жидкость и перемещается в приемник, где происходит разделение веществ: вода, как более тяжелая, опускается на дно приемника, а эфирные масла поднимаются на поверхность, где собираются для последующей обработки.
Данное определение с достаточной полнотой характеризует только более простые процессы. Однако в действительности этот процесс намного сложнее, поскольку в сырье эфирное масло включено в растительные ткани и в той или иной мере отделено от непосредственного контакта с водяным паром.
Данный процесс осуществляется в системе твердое тело – пар (газ). При выборе оптимального режима процесса необходимо учитывать распределение эфирного масла в сырье. Чем больше его на поверхности, тем большей может быть скорость гонки.
Для более полного извлечения масла дистилляционную воду перегоняют вторично (когобируют), либо обрабатывают активным углем или легколетучими растворителями. Процесс когобации широко применяется в производстве с целью получения вторичных эфирных масел. В соответствии с первым законом Коновалова при когобации паровая фаза обогащается эфирным маслом, концентрация его во много раз больше, чем в дистилляционной воде [3, с. 107]. Это позволяет отогнать практически все масло со сравнительно небольшим количеством воды. Процесс когобации описывается законами Генри, Рауля и Дальтона. Рамки данной работы не позволяют подробно остановиться на теоретических основах этого процесса.
2.2 Экстракция летучими растворителями
Экстракция эфиромасличного сырья летучими растворителями относится к массообменным процессам в системе твердое тело – жидкость и рассматривается как извлечение на основе избирательной растворимости нескольких компонентов из твердого пористого материала [1, с. 83].
В эфиромасличной промышленности в отличие от других отраслей структуру сырья не изменяют перед экстракцией [3, с. 84]. При производстве цитрусовых масел ограничиваются измельчением цедры на частицы размером от 1 до 5-8 см. Поэтому такие важные для экстракции характеристики сырья как рельеф поверхности и внутренняя структура, глубина залегания извлекаемых веществ сохраняется в первозданном виде.
Необходимым условием осуществления процесса экстракции является растворимость извлекаемых компонентов в растворителе, что зависит от физико-химических свойств обоих веществ. В качестве характерной величины, отражающей силу молекулярного взаимодействия, принимают диэлектрическую постоянную. Экстракты эфиромасличного сырья обладают очень небольшой полярностью. Их диэлектрическая постоянная при обычной температуре равна 3-4, поэтому они хорошо растворяются в неполярных гидрофобных растворителях, таких как петролейный эфир, гексан, диэтиловый эфир, диэлектрическая постоянная которых близка к этим значениям [7, с. 11]. Из применяемых в промышленности растворителей, кроме перечисленных выше используется бензин марки А.
Сырье загружают в аппарат (экстрактор), в который подают растворитель. Процесс экстракции обычно осуществляется в условиях циркуляции растворителя вокруг частиц экстрагируемого сырья. Образовавшийся раствор конкрета концентрацией 0,1-0,3% подвергают двухступенчатой дистилляции: на первой ступени под атмосферным давлением укрепляют до концентрации 8-30%, на второй под вакуумом отгоняют оставшийся растворитель.
Удерживаемый отходами экстрации растворитель регенерируют путем перегонки с водяным паром [3, с. 84].
Конкреты в целом виде в парфюмерии не используют ввиду того, что они содержат воскообразные вещества, не растворимые в этиловом спирте. Поэтому из них выделяют спирторастворимую часть, известную под названием абсолютного масла, методом экстракции, который основан на различной растворимости в этиловом спирте компонентов абсолютного масла и восков при пониженной температуре.
В нашей стране экстракция эфиромасличного сырья осуществляется в основном непрерывным способом. Доказано, что методом экстракции из сырья извлекается на 10-30% больше эфирного масла, чем при перегонке с водяным паром. В связи с этим в настоящее время ведутся исследования, и рассматривается вопрос получения эфирных масел экстракцией сырья с последующим выделением их из конкрета.
2.3 Механический метод
Механический метод является основным способом переработки цитрусовых культур (лимона, мандарина, апельсина), в которых эфирное масло находится в крупных, легко доступных эфиромасличных вместилищах, расположенных на поверхностных тканях кожуры.