ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ

3.4.3. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ

В настоящее время предложен целый ряд способов комплексной переработки древесной зелени методами последовательной экстракции водой и бензином. Однако двухстадийная экстракция исследованная как в периодическом, так и в непрерывном режиме не нашла применения в цехах по комплексной переработке древесной зелени. В НПО "Силава" был разработан экспериментальный проект завода с последовательной бензино—водной экстракцией. Из приведенных основных технике—экономических показателей следует, что экономическая эффективность производства при введении такой экстракции снижается [Левин, 1981; Репях, 1988]. Основные технико-экономические показатели производства:

Сумма товарной продукции, тыс.р. . . 123,90/184,09

Водный экстракт, т.…………………....... -/100

Хлорофилло-каротиновая паста, т …….. 30/30

Хвойный воск, кг............ 1800/1800

Эфирное масло, кг ........... 57/57

Потребность:

в сырье .........………….... 600/600

в технологическом паре . .. .. 1554/4140

в технологической воде, м³ . . . 18000/21400

Число работающих, чел. ........ 16/30

Капитальные вложения, тыс.р. . . .. 101,0/214,8

Общая рентабельность, %....... 37/21

Срок окупаемости капитальных вложений, год......... 2,54/5,60

Примечание: Числитель - данные для бензиновой экстракции, знаменатель - для совмещенной.

Поэтому для широкого внедрения схемы комплексной переработки древесной зелени необходимо интенсифицировать процесс экстрагирования или получать на основе хвойно—водного экстракта, который в 5 раз дешевле хлорофилло-каро-тиновой пасты, продукты с высокой потребительной стоимостью.

В настоящее время разработан способ совмещенной водно-бензиновой экстракции биологически активных веществ из древесной зелени по дифлегмационному методу, который позволяет увеличить выход биологически активных веществ на 15 % и сократить продолжительность процесса экстракции более чем в 2 раза по сравнению с последовательными экстракциями. Полученные экстракты при этом перерабатываются раздельно.

Из одной тонны древесной зелени сосны по безотходной технологии можно получить 210-230 хлорофиллина натрия, 4,4-4,6 кг провитаминного концентрата, 4,5-4,7 кг бальзамической пасты, 1,8-2,0 кг воска, 70-90 кг водного лечебного экстракта, 450-470 кг хвойной витаминной муки на сумму 1250-1360 р. в зависимости от выхода продуктов [Ягодин, 1988].

Для увеличения выхода экстрактивных соединений при использовании двухстадийной экстракции предлагалось также использовать анионные поверхностно-активные вещества (алкилсульфанаг натрия), добавление которых в количестве 0,1 % от экстрагента (воды) позволяет существенно увеличить выход биологически активных веществ.

Анализ водного экстракта древесной зелени, получаемого по существующим технологиям, показал значительное содержание в нем витаминов, Сахаров, органических кислот, фенольных соединений и минеральньк компонентов. Это дало возможность использовать водные экстракты как сырье для ферментативной переработки.

Кроме того, значительное содержание в древесной зелени протеина (8-14 % в хвое сосны) и его высокая кормовая ценность вследствие нахождения в нем дефицитных аминокислот, и прежде всего лизина, позволили разработать и предложить для реализации ряд технологических схем по выделению белково-витаминных концентратов холодной водой с добавками неорганических веществ.

рис. 7. Принципиальная схема комплексной переработки древесной зелени с получением БВК

Технологическая схема, позволяющая получить наряду с водорастворимыми и жирорастворимыми биологически активными веществами еще и белково-витаминный концентрат, приведена на рис. 7. По предложенной схеме из 1 т абс. сух. сырья могут быть получены белково-витаминный концентрат - 80-90 кг, хло-рофилло-каротиновой пасты - 50, хлорофиллина натрия -40 г, хвойного воска - 6-7 кг, ТЭМ - 250 г, хвойного лечебного экстракта - 170-200 кг, кормовых дрожжей -60—70 кг, а также углеводного корма до 500 кг, который по содержанию протеина на основании ГОСТ 200083-74 можно отнести ко 2 группе. Наибольшее влияние на выход протеина оказывают добавки щелочи до концентрации 0,3 %.

Подобные схемы, несмотря на глубокий и дифференцированный подход к проблеме переработки древесной зелени, не нашли промышленного применения. Прежде всего это связано с большими энергетическими и временными затратами на ступенчатое использование различных растворителей при последующей их регенерации. Качество же получаемых белково-витаминных концентратов в значительной мере снижается из-за примесей соединений, переходящих в водный раствор - горечей, дубителей и т.д., освобождение от которых пока не отработано.

Американские ученые осуществляли экстракцию из древесной зелени путем ее измельчения в воде (1:4 по весу). Экстракт отделяли фильтрованием через ткань, а затем центрифугировали. Выделяемый после центрифугирования осадок лиофильно высушивали, получая пастообразный хлорофилло-каротиновый продукт, а надосадочную жидкость использовали для получения белка, который осаждали ацетоном в течение 5 ч. При этом осаждалось до 95 % белка. Выход белка и пасты составил соответственно 2,5 и 12 %. Такой способ считается экономически эффективным, если область заготовки сырья и сбыта продукции не будет превышать 60 км от места переработки. Расчет при этом делается, главным образом, на породы с более высоким, чем в сосне, содержании протеина. Кроме того, наряду с высокой его кормовой ценностью, сравнимой с кормами животного происхождения, также отмечается снижение качества продукта из-за наличия сопутствующих соединений.

Сотрудниками СибТИ предложена технология получения концентратов фосфолипидов (рис. 8). Эти соединения играют важную роль в образовании мембранных внутриклеточных структур и обладают высокой биологической активностью.

Рис. 8. Принципиальная схема получения фосфолипидов

Содержание фосфолипидов в осенне-зимний период достигает 1,2—1,8 % от древесной зелени, поэтому выделение их из более дешевого, чем используемого сейчас для этих целей (семена масленичных культур, яичный желток, сердце крупного рогатого скота), сырья целесообразно. Поскольку технология предусматривает выделение продуктов в "мягких" температурных режимах (0-20 °С), вещества извлекаются практически не деструктированными и отличаются высоким качеством. Однако в литературе еще нет данных о промышленной апробации этой схемы.

В литературе также описан способ получения витамина Е из фитола нейтральных соединений древесной зелени при конденсации с триметилгидрохиноном в среде пропанола и хлоридом цинка (3 %) и фторидом бора (0,002 %) в качестве катализаторов при температуре 150—170 С. Однако также нет данных о практическом применении этого способа.

Сотрудниками ЛТА им. С.М. Кирова с учетом исследований состава экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной и данных по биологической активности и свойствам отдельных соединений экстракта создана техно-

Рис. 9. Принципиальная схема переработки экстрактивных веществ древесной зелени сосны обыкновенной

логия, позволяющая выделить концентраты соединений, обладающих наиболее ценными свойствами (рис. 9). В настоящее время эта технология проходит опытно—промышленные испытания.

Кроме горячей воды, бензина и трихлорэтилена, заложенных в качестве экстрагентов в существующие технологические схемы получения биологически активных веществ из древесной зелени, исследователями изучалось применение для этой цепи еще целого ряда органических и неорганических веществ. Установлено, что экстрагирующая способность дихлорметана, ацетона, изопропанола, трихлорэтилена, этил-ацетата и спиртобензольной смеси в 1,5-2,5 раза выше, чем у бензина. Однако из-за своей повышенной растворимости в воде и токсичности эти экстрагенты не нашли применения в существующих технологических схемах.

Показана возможность использования для экстракции древесной зелени жидкого диоксида углерода. В углекислотном экстракте установлено наличие эфирного масла (2% от экстракта), хлорофилла, каротиноидов, витаминов С, Р и Е, провитамина Д, а также воска, кислот, липидов и других веществ. Благодаря наличию этих компонентов экстракты обладают высоким биогенностимулирующим действием.

К недостаткам этого метода относятся значительные затраты на производство экстрагента при больших потерях его в процессе экстракции (20-50 % от емкости экстрактора), а также высокое давление в экстракторах и вследствие этого необходимость изготовления специального оборудования. Технология экстракции жидким диоксидом углерода эффективна только в случае непосредственного применения получаемого экстракта. Соединения, входящие в его состав, из-за низких температур проведения процесса практически не претерпевают никаких изменений. В случае же дальнейшей переработки экстракта с использованием процессор, связанных с жесткими температурными режимами, применение диоксида углерода в качестве экстрагента теряет смысл. Тем не менее экологическая нейтральность и пожаробезопасность процесса наряду с низкой температурой экстрагирования позволяют предположить широкое распространение технологических схем, основанных на использовании диоксида углерода в качестве экстрагента древесной зелени.

Проводилось изучение и процессов экстрагирования древесной зелени стандартной смесью хладонов 11 и 12(1:1) по МРТУ 6-02-395-66. Содержание летучих веществ в экстракте составило 27,9 % от экстракта. Применение смеси хладонов в качестве экстрагентов позволяет, по мнению авторов, получить экстракты, которые можно вводить в парфюмерную продукцию, выпускаемую в аэрозольной упаковке. Оцнако, опасность применения хладонов, связанная с разрушением ими озонового слоя земли, делает использование этих экстрагентов в промышленном масштабе маловероятным.

Похожие работы

Возможные пути совершенствования системы территориального управления России

Скачать

162353

0

0

... ущерба интересам страны в целом. Вопрос создания и применения описанной в работе системы территориального управления развитием народного хозяйства страны является вопросом выживания России в XXI веке в условиях, возрастающей глобализации и экономической интеграции. Далее приводится возможное деление субъектов Российской Федерации на экономические районы на базе ранее действовавших экономических ...

Россия с древних времен и до наших дней

Скачать

498115

0

0

... , пишется, поется, снимается, ставится о Гражданской войне пронизано ненавистью, непримиримостью, т. е. психологией Гражданской войны. Причины и сущность Гражданской войны в России Гражданские войны известны в истории с древнейших времен. На бытовом уровне гражданская война — это война между гражданами одного государства. Международная энциклопедия общественных наук (США) дает такое определение ...

Общая экономико-географическая характеристика России

Скачать

204292

2

1

... уже имеющегося потенциала экономических связей с развивающимися странами нужна научно обоснованная стратегическая линия, подкрепляемая конкретными практическими шагами по ее реализации. IV. Экономико-географическая характеристика экономических районов России Россия представляет собой самый обширный регион всей Евразии и единственную федерацию в рамках СНГ, поэтому региональный анализ ее ...

Технология защиты леса

Скачать

346436

4

0

... биологических и химических средств защиты леса от хвое- и листогрызущих насекомых». Наставление разработано на основе обобщения результатов исследований по совершенствованию технологий изменения средств защиты леса от вредителей на базе современной авиационной техники. Данный документ рассматривает такие важные для лесозащитной практики вопросы, как определение целесообразности авиационной борьбы ...