Способ экстракции эфирных масел из растительного сырья
METHOD OF EXTRACTING ESSENTIAL OILS FROM PLANT MATERIALS

Изобретение относится к производству эфирных масел и может быть использовано в пищевой и фармацевтической отраслях промышленности, а также в медицине и косметике.
Известен (RU, патент 2199875, опубл. 10.03.2003) способ получения льняного масла пищевого, включающий механическую обработку льняных семян, экстракцию растворителем с последующим выделением масла из экстракта, причем при механической обработке разрушают семенную оболочку, при этом не нарушают сердцевину льняного семени и в качестве растворителя при экстракции используют жидкие газы, а экстракцию ведут при температуре до 5°С, выделение масла из экстракта осуществляют путем отделения осадка от экстракта и нагревания экстракта до 30°С.
Недостатком известного способа следует признать узкую область применения - только получение льняного масла.
Известен также (RU, патент 2046825, опубл. 27.10.1995) способ получения масла из растительного сырья, включающий экстракцию гексаном или другими низкокипящими углеводородными растворителями, не смешивающимися с водой, отделение мисцеллы от обезжиренного остатка фильтрацией или центрифугированием и отделение масла от растворителя испарением последнего. Причем растительное сырье предварительно обрабатывают одно- или многократно водным раствором этанола такой концентрации, чтобы в полученной жидкой фазе конечная концентрация составляла 50-70 об.%, а экстракции гексаном или низкокипящими углеводородными растворителями подвергают твердую фазу, оставшуюся после обработки этанолом.
Недостатком известного способа можно признать его сложность, обусловленную многостадийностью процесса.
Известен также (RU, заявка 93017053, опубл. 27.12.1995) способ получения масла из растительного сырья. Согласно известному способу проводят экстракцию гексаном или другими низкокипящими углеводородами, не смешивающимися с водой, отделение мисцеллы от обезжиренного остатка фильтрацией или центрифугированием и отделение масла от растворителя испарением, причем перед экстракцией растительное сырье предварительно обрабатывают одно- или многократно водным раствором этанола такой концентрацией, чтобы в полученной жидкой фазе конечная концентрация этанола составляла 50-70 об.%, а экстракции углеводородами подвергают твердую фазу, оставшуюся после обработки этанолом.
Недостатком известного способа можно признать его сложность, обусловленную многостадийностью процесса.
Данный источник информации принят в качестве ближайшего аналога разработанного способа.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в расширении ассортимента способов экстракции эфирных масел.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в упрощении технологии получения эфирных масел.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ экстракции растительных масел из растительного сырья. Согласно разработанному способу проводят измельчение и подготовку растительного сырья, экстракцию подготовленного сырья газообразным или сжиженным экстрагентом с последующим отделением экстрагента от масляной и водной фракций, причем для экстракции используют циркулирующий через экстрактор диметиловый эфир, который после отделения возвращают в технологический цикл.
Разработанный способ проще и технологичнее способа, использованного в качестве ближайшего аналога за счет уменьшения количества технологических операций.
Отделение экстрагента от масляной и водной фракций, а также разделение масляной и водной фракций может быть реализовано любым известным способом.
Для осуществления способа может быть использован любой экстрактор, обеспечивающий выполнение указанных технологических операций.
В предпочтительном варианте реализации экстракцию проводят при давлении от 1 до 25 бар и при температуре от 5 до 50°С.
Преимущественно проводят измельчение растительного сырья от 0,1 мм до 20 мм в зависимости от вида сырья.
В зависимости от вида сырья применяют однократное или многократное изменение давления для увеличения доступа экстрагента ко всем частицам массы сырья.
В некоторых вариантах реализации проводят предварительное вакуумирование экстрактора для удаления остатков воздуха и сокращения расходов экстрагента.
Разработанный способ обычно реализуют следующим образом.
Навеску растительного сырья измельчают до размера 0,3-2 см. Измельченную навеску помещают в перфорированную емкость, которую помещают в экстрактор. В экстрактор подают экстрагент - диметиловый эфир, при давлении 10 бар и температуре 35°С. Растительное масло и водная фракция полностью выводятся из растительного сырья экстрагентом. Далее экстрагент любым известным образом отделяют от масляной и водной фракции и возвращают после регенерации в технологический процесс.
Данный способ не предъявляет особых требований к степени измельчения сырья, так как условия экстракции создают условия, позволяют оптимизировать процесс за счет изменения гидродинамики проведения экстракции, обеспечив устранение застойных зон, а также более глубокое проникновение экстрагента в межклеточные пространства и капилляры растительного сырья за счет процесса однократного или многократного сбросов давления.
В дальнейшем разработанный способ будет иллюстрирован примерами реализации.
Пример 1. В экстрактор загружают измельченный до 0,6 мм жом горошка черного перца, вакуумируют для удаления остаточного воздуха, выравнивают давление в экстракторе до уровня рабочего 2 бар. В экстрактор подают сжиженный ДМЕ. Далее подают ДМЕ до давления 8 бар и ведут проточную экстракцию - циркуляцию экстрагента в течение 3 часов. По окончании циркуляции шрот горошка черного перца выгружают из экстрактора, а экстракт из дистиллятора. Степень извлечения эфирного масла черного перца составила 85,5%.
Пример 2. В экстрактор загружают измельченный до 0,3 мм жом горошка душистого перца. Процесс проводят аналогично примеру 1, в течение 3 часов. Повышение давления проводят до 7 бар, далее до 10 бар. Степень извлечения эфирного масла душистого перца составила 96,4%.
Пример 3. В экстрактор загружают измельченный до 1 мм кардамон. Экстракцию ведут сжиженным ДМЕ. Процесс проводят аналогично примеру 1. Циркуляцию экстрагента ведут в течение 4 часов. Давление повышают до 10 бар. Степень извлечения эфирного масла кардамона составила 95,0%.