СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФИРНОГО МАСЛА МЯТЫ ПЕРЕЧНОЙ
METHOD FOR OBTAINING THE ESSENTIAL PEPPERMINT OIL

Изобретение относится к области технологии эфирных масел и может быть использовано при получении эфирных масел из свежеубранного травянистого и цветочного сырья перегонкой с паром в аппаратах периодического действия.
Известен способ экстракции натурального продукта из биологического материала, предусматривающий помещение биологического материала в камеру, воздействие на него СВЧ полем с получением смеси паров экстрагента и экстрагируемого натурального продукта, отделение остаточного биологического материала от экстрагированного продукта. В качестве экстрагента используют содержащуюся в биологическом материале жидкость, внутри камеры понижают давление прерывистым образом в течение всего этапа воздействия СВЧ, при этом проводят дополнительный нагрев камеры, а воздействие СВЧ полем, понижение давления внутри камеры и нагрев камеры комбинируют таким образом, чтобы осуществить гидродистилляцию натурального продукта парами воды из указанного биологического материала. Патент РФ №2115700 C1, С11В 9/02 и С11В 1/10, опубл. 20.07.1998 г. Недостатком способа является использование для получения пара только влаги, содержащейся в материале, которая повторно возвращается в процесс. Этот прием может привести к значительному ухудшению качества получаемого эфирного масла. Переработка подвяленного сырья или сырья с малой влажностью вообще делают данный способ невоспроизводимым.
Известен способ обработки биологического материала и установка для его осуществления патент РФ №2021688 С1, опубл. 30.101994 г. Изобретение в частности применимо для растительного материала. Сущность изобретения: устройство содержит емкость для подачи материала, контур СВЧ с генератором СВЧ, токопроводящие паропроницаемые элементы, между которыми расположен сорбент. Влага из материала впитывается сорбентом. Нагрев сорбента и токопроводящих паропроницаемых элементов осуществляется посредством передачи им энергии от СВЧ контура. Температура парообразования регулируется уровнем пониженного давления над зоной обработки. Недостатком изобретения является использование для отгонки эфирного масла влаги, только содержащейся в сырье, ее явно недостаточно для полного извлечения всего эфирного масла.
Наиболее близким является способ, описанный в учебном пособии [1, стр. 233]. Эфирномасличное сырье в виде соцветий и ветвей перед переработкой измельчают. Оптимальный размер частиц зависит от вида сырья. Процесс перегонки ведут со скоростью 5-6% дистиллята от объема аппарата в час. Образующийся конденсат сливают через каждые 30-40 мин и перед разгрузкой аппарата. Условия перегонки эфирных масел в аппарате далеки от оптимальных, особенно это сказывается при переработке свежеубранного растительного или цветочного сырья, которая характеризуется высоким содержанием влаги. Высокая температура, вода, кислород, органические кислоты сырья, окислы металлов являются прекрасными катализаторами многих химических реакций. Продуктов гидролиза и эмилирования сложных эфиров, дегидратации терпеновых спиртов, окисления по месту двойных связей, конденсации и полимеризации будет образовываться тем больше, чем продолжительнее процесс отгонки, ниже скорость извлечения масла в первоначальный период, эффективнее орошение сырья конденсатом. Все вышесказанное приводит к снижению качества получаемого масла, увеличению времени процесса получения масел, уменьшению выхода, увеличению расхода пара для получения масла.
Задачей изобретения является повышение качества и увеличение выхода эфирного масла мяты перечной.
Технический результат повышение содержания свободного и связанного ментола в эфирном масле и снижение ментона.
Технический результат достигается тем, что способ получения эфирного масла мяты перечной в перегонных аппаратах периодического действия, включающий измельчение сырья, загрузку измельченного сырья в аппарат, отгонку эфирного масла потоком водяного пара и выгрузку отработанного сырья, охлаждение смеси паров воды и эфирного масла до жидкого состояния с последующим разделением на эфирное масло и воду, при этом перед отгонкой в аппарате проводят предварительный нагрев сырья СВЧ полем частотой 300 МГц, мощностью 500-10000 Вт/кг в течение 20-30 минут до температуры сырья 102-105°C, при этом осуществляют частичную отгонку эфирного масла при температуре сырья, превышающей температуру конденсации водяного пара, полученную смесь паров эфирного масла и воды охлаждают водой в теплообменнике до жидкого состояния с последующим разделением на эфирное масло и воду в маслоотделителе методом декантации, а затем проводят отгонку подачей острого насыщенного пара. Эфирномасличное сырье мяты перечной измельчают методом резания на частицы размером 60,0 мм.
Технический результат достигается тем, что травянистый материал мяты перечной предварительно нагревают воздействием СВЧ поля до температуры 102-105°C, осуществляя при этом начальную отгонку эфирного масла при температуре в аппарате, превышающей температуру конденсации водяного пара за счет влаги материала. Нагрев СВЧ волнами травянистого материала мяты перечной с высоким содержанием влаги позволяет испарить ее, а не перевести в конденсат, что приводит к повышению содержания ментола в получаемом эфирном масле и увеличению его выхода.
Использование магнитного поля СВЧ частоты менее 300 МГц приведет к увеличению времени нагрева, что отрицательно скажется на качестве получаемого масла.
Повышение магнитного поля СВЧ выше 300 МГц увеличит расход электроэнергии, что неоправданно приведет к увеличению стоимости обработки.
Уменьшение мощности СВЧ ниже 500 Вт на 1 кг обрабатываемого материала не позволит нагреть сырье до заданной температуры, а превышение мощности более 10000 Вт на 1 кг обрабатываемого материала может привести к его пригоранию.
Известно, что электромагнитные волны избирательно поглощаются средами, обладающими повышенной диэлектрической постоянной, а именно в случае биологического материала, в основном водой, то есть главным образом сосудистыми и железистыми тканями, а более конкретно вакуолями, в случае материала растительного происхождения. При таком поглощении энергия излучения преобразуется в тепловую энергию, что позволяет осуществлять избирательное нагревание частей биологического материала, поглощающего микроволны.
Основным компонентом эфирного масла мяты перечной является (-)-ментол, который придает характерный запах и холодящий вкус. Качество эфирного масла мяты перечной оценивают по суммарному содержанию свободных и связанных спиртов в расчете на ментол, которое должно быть для масла-сырца из обычных сортов не менее 47%, а высокоментольных не менее 50%.
Главными компонентами карбонильной фракции эфирного масла мяты перечной являются ментон и изо-ментон, обладающие резким запахом и жгучим вкусом, сильно снижающие парфюмерные достоинства мятного масла. Массовая доля карбонильных соединений в расчете на ментон должна находиться в пределах 15-33%. При подвяливании растений с влажности от 75% до 50% протекают биохимические процессы, в результате которых часть кетонов изомеризуются и восстанавливаются до ментона [1]. Однако в процессе перегонки также возможны обратные изменения при контакте сырья с конденсатом. Образовавшийся конденсат из пара и выделившаяся жидкость непосредственно сырья приводит к уменьшению ментола в масле с увеличением доли ментона и также влияет на снижение общего выходя масла.
Измельчение травянистого сырья мяты перечной до размеров 60 мм необходимо для создания оптимальных условий структуры твердой фазы для прохождения газовой фазы при гонке.
Для получения эфирного масла мяты перечной использовалось сырье мяты перечной на стадии технической спелости. Подвяленные облиственные растения зеленого цвета, оканчивающиеся колосовидными соцветиями. Запах сильный, свойственный мяте, без оттенков плесени. Показатели качества сырья мяты перечной приведены в таблице 1.
Способ получения эфирного масла мяты перечной заключается в следующем.
Подвяленные облиственные растения зеленого цвета, оканчивающиеся колосовидными соцветиями, измельчают до размера частиц 60 мм, загружают измельченное сырье в аппарат, производят нагрев материала СВЧ полем с частотой 300 МГц, мощностью 500-10000 Вт/кг, в течение 20-30 минут до температуры сырья 102-105°C, проводят начальную отгонку эфирного масла мяты перечной при температуре, превышающей температуру конденсации водяного пара за счет влаги материала, полученную смесь паров эфирного масла и воды охлаждают водой в теплообменнике до жидкого состояния с последующим разделением на эфирное масло и воду в маслоотделителе методом декантации, затем проводят отгонку подачей острого насыщенного пара, охлаждение паров, разделение на эфирное масло и дистилляционную воду и выгрузку сырья.
Сущность изобретения, а именно конкретные технологические режимы получения эфирного масла мяты перечной, приведены в таблице 2.
Технологические результаты получения эфирного масла пяты перечной и его физико-химические показатели качества в сравнение с прототипом приведены в таблице 3.
Данные, приведенные в сводной таблице, показывают, что в эфирном масле мяты перечной, полученном предлагаемым способом, наблюдается не только увеличение выхода, но и улучшение качественного состава: увеличение содержания основных компонентов - массовой доли свободного и связанного ментола до 64%, по сравнению с эфирным маслом, полученным по условиям прототипа, в котором не выше 47%, и снижение массовой доля карбонильных соединений в расчете на ментон, что подтверждает эффективность предлагаемого способа получения эфирного масла мяты перечной.
Литература
1. Тарасов В.Е. Технология эфирных масел и фитопрепаратов: учеб. пособие / Кубан. гос. технол. ун-т. - Краснодар.: Изд. ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2013. - 404 с.