Тыквенное масло

Билет №18

1. Настои и растворы в парфюмерном производстве. Технология их приготовления.

Настои – спиртовые растворы экстрактивных веществ, полученные путем настаивания сырья растительного или животного происхождения.

Настои получают экстракцией. Процесс экстракции есть извлечение растворителями душистых и других веществ, находящихся в сырье. Основными методами экстракции является метод настаивания и метод перколяции, который заключается в принудительной циркуляции растворителя через слой экстрагируемого материала.

Сущность экстракционного  процесса заключается в растворении  душистых и других экстрагируемых веществ, находящихся в исходном сырье, в  результате воздействия растворителя на предварительно подготовленное (в соответствии с регламентом) сырье.

Процесс экстрагирования основан на свойстве веществ, обладающих разными концентрациями, взаимно диффундировать при соприкосновении друг с другом.

Процесс экстракции состоит  из двух процессов - молекулярной и

конвективной диффузии.

Молекулярная диффузия -это диффузия экстрагируемых веществ из частиц материала к их наружной поверхности.

Конвективная диффузия - переход этих веществ от наружной поверхности частиц в растворитель.

Во время процесса экстракции растворитель, действуя сначала  на растворимые компоненты, находящиеся на поверхности экстрагируемого материала, извлекает их сравнительно быстро; значительно медленнее извлекаются они через неразрушенные клеточные оболочки.

Таким образом, чем сильнее  измельчено сырье, т. е. чем больше площадь  контакта его с растворителем, тем выше возможность для растворителя проникнуть в толщу сырья.

Однако измельчение  сырья должно быть не слишком большим, так как излишнее измельчение  препятствует скорости диффузии растворителя. На скорость экстракции влияет также характер движения растворителя через толщу экстрагируемого материала и размеры каналов между отдельными частицами.

Для ускорения процесса экстракции необходимо:

увеличение поверхности  взаимодействия между фазами, что  может быть достигнуто путем измельчения  твердого вещества и устройства перемешивающих приспособлений при экстрагировании из твердых тел;

увеличение градиента  концентрации, определяющего движущую силу   процесса,   что   может   быть достигнуто  увеличением   количества растворителя   или   проведением   процесса   экстрагирования   противотоком;

увеличение продолжительности  экстрагирования, вследствие чего возрастает количество извлеченного вещества.

Процесс экстракции следует  вести при максимально возможных  температурах, так как коэффициент  диффузии в растворе зависит от температуры, вязкости среды и размера молекул диффундирующего вещества. Повышение температуры увеличивает кинетическую энергию молекул и, следовательно, ускоряет их молекулярное движение и является, таким образом, средством ускорения диффузии.

Если при молекулярной диффузии перенос вещества происходит в результате кинетической энергии  теплового движения молекул, то при  конвективной диффузии — за счет энергии, приносимой извне, путем приложения внешних сил к смеси (разность уровней, столба жидкости, напор, давление, создаваемое насосом, и т. п.).

В настоящее время  в производственных условиях применяются  два метода экстрагирования: настаивание (мацерация) и перекачка растворителя через слой экстрагируемого материала (перколяция).

Метод настаивания (мацерация). В экстракционный аппарат загружают экстрагируемый материал, предварительно подготовленный к экстракции, заливают спиртом и оставляют на срок в соответствии с регламентом.

По истечении установленного для этого материала срока  настаивания жидкость сливают и получают настой № 1. Отжатый экстрагируемый материал вновь заливают таким же количеством спирта, что и в первый раз, и вновь оставляют настаиваться на срок, установленный регламентом для этого вида сырья. По истечении времени слитая и отжатая из остатка жидкость образует настой № 2. Обычно этот настой применяют вместо спирта при приготовлении настоя № 1. Для максимального извлечения экстрактивных веществ при экстракции по методу настаивания необходимо проводить ее при оптимальных температурах, систематическом перемешивании и в течение как можно большего времени. Метод настаивания (мацерация) имеет существенные недостатки:

длительность процесса, доходящая до 30 и более дней;

наличие настоя № 2, в  сущности, не нужного для производства;

сравнительно большие  потери спирта вследствие нахождения его длительное время в аппарате и в момент перемешивания;

затраты труда на двойную загрузку, перемешивание и т. д.

В дальнейшем спирт, оставшийся в отработанном материале, утилизируют. Для этой цели его заливают водой и оставляют на 2—4 ч для извлечения спирта из отработанного материала. Полученный водно-спиртовой раствор концентрацией 1—6 % используют для промывки сырья при последующих загрузках. Водно-спиртовой раствор, доведенный до концентрации 10—20 %, применяют для приготовления одеколонов, в состав которых входит одноименный настой. Отработанное сырье является отходом и подлежит уничтожению. Иногда отходы ирисового корня или семян кориандра используют как носитель в приготовлении настоя цибета. Технология приготовления настоев животного происхождения несколько отличается от описанной выше технологии приготовления настоев  из растительного сырья  температурными режимами, временем

настаивания,   числом  циклов   экстракции  и аппаратурным оформлением.

Экстракция методом настаивания  в настоящее время используется в промышленности для получения  настоев продуктов животного  происхождения.

Метод перколяции. В настоящее время этот метод является основным. Сущность его заключается в непрерывной принудительной циркуляции растворителя через неподвижный слой экстрагируемого материала, экстрагировании из него растворимых веществ и все большем насыщении растворителем по мере увеличения времени прокачки его.

Сырье в марлевых мешках или в  корзинах 2 из перфорированного нержавеющего металла загружают в перколятор 3 (эмалированную емкость с рубашкой для обогрева) и заливают из спиртоприемника 1 расчетным количеством спирта с помощью насоса 4.

Через 20-30 мин, когда сырье пропитается  спиртом и начнется процесс извлечения душистых веществ из сырья, включается насос 4 и начинается циркуляция растворителя между частицами сырья, находящегося в перколяторе. Через 5—7 ч процесс извлечения заканчивается. Полученный настой тем же насосом перекачивается в сборник 5 для хранения настоя. Для приготовления настоев различных концентраций исходный концентрированный настой из сборника 5 разбавляют в сборнике 6 спиртом, и готовый раствор требуемой концентрации насосом 7 подается в цех приготовления парфюмерных жидкостей.

Отработанное сырье выгружают  из перколятора, промывают водой, затем центрифугируют и после утилизации спирта, находящегося в этом сырье, выбрасывают как отход.

Выделенный настой в процессе центрифугирования  соединяют с основной массой. Водно-спиртовой раствор после промывки отработанного сырья водой используют в дальнейшем в технологии парфюмерии. Для интенсификации процесса экстракции перколятор подогревают с помощью горячей воды, подаваемой в рубашку аппарата, до максимально возможной для растворителя температуры. Для спирта эта температура не должна превышать 30—35 С. Исключение составляет настой амбры, который получается при трехкратном кипячении ее в аппарате с обратным холодильником.

Растворитель. Извлечение (экстрагирование) экстрактивных веществ производится жидкостями, растворяющими душистые и другие сопутствующие компоненты и называемыми растворителями, или экстрагентами. Однако не каждый растворитель может быть применен для этих целей. Растворитель должен отвечать следующим требованиям:

хорошо растворять (извлекать) душистые вещества;

быть доступным, т. е. дешевым;

быть химически однородным;

не растворять сопутствующих душистым веществам компонентов (балластных веществ);

не быть токсичным.

Подготовка   сырья    к   экстракции. В зависимости

от сырья применяют  следующие методы измельчения экстрагируемого  материала:

дробление (семя кориандра, ирисовый корень) ;

измельчение (листья пачули);

вскрытие мешочков (мускусных);

измельчение ножом (кастореум);

извлечение из рогов (цибет).

Ряд научно-исследовательских организаций и предприятий пытались интенсифицировать этот процесс с помощью ультразвука. При изготовлении настоев по данному технологическому процессу извлекается больше душистых веществ, кроме того, значительно сокращается время приготовления настоев. Так, для настоя амбры натуральной оно составляет 40—60 мин, а настоя мускуса натурального 7—10 ч вместо одного месяца.

Однако широкому внедрению  в промышленность метода приготовления настоев с помощью ультразвука препятствует одно отрицательное явление — накапливание статического электричества в процессе работы.

Свежеприготовленные настои нельзя сразу использовать в технологии. Настои, так же как и духи, являются спиртовыми растворами смеси душистых и недушистых веществ, поэтому для улучшения запаха их выстаивают в течение некоторого времени.

Обесцвечивание настоев. Некоторые настои интенсивно окрашены. Зеленый или бурый прет зависит  от содержания в них хлорофилла; красно-бурый или красно-коричневый — от дубильных веществ и продуктов их окисления. Окрашенные настои передают свою окраску парфюмерным жидкостям, что нежелательно, особенно для духов. В связи с этим применяют частичное или полное обесцвечивание настоев. Метод обесцвечивания основан на адсорбции красящих веществ настоев на поверхности мелко пористых материалов. Для этого настой, подлежащий обесцвечиванию, загружают в эмалированный бак с рубашкой для обогрева и мешалкой и добавляют (на 1 л настоя) по 0,01—0,02 кг тонко измельченного активного угля или другого адсорбента. Поддерживая температуру 35—40 °С при постоянном помешивании, настой выдерживают в течение 1,5—2 ч. Затем проверяют жидкости на степень обесцвечивания. При неудовлетворительных результатах процесс повторяют с новой порцией адсорбентов в тех же количествах. После достижения требуемого обесцвечивания настой охлаждают и фильтруют. При обесцвечивании не наблюдается изменения или ухудшения запаха настоев (за исключением настоя дубового мха).

Растворы – растворенные в этиловом спирте или других растворителях отдельные эфирные масла, смолы, синтетические душистые вещества, композиции-базы.

Приготовление растворов.

Разница в технологиях  приготовления настоев и растворов  заключается в том, что последние при взаимодействии с этиловым спиртом растворяются в нем полностью, т. е. исходное сырье имеет мало нерастворимых в спирте компонентов.

Растворы приготовляют двумя способами: при нагревании и без нагревания. При нагревании готовят в основном все растворы, без нагревания — растворы из натуральных масел или композиций. Для приготовления растворов применяют стальные эмалированные реакторы с герметически закрывающимися крышками, с мешалками для энергичного перемешивания массы. Продолжительность приготовления раствора зависит от вида сырья, температурного режима, степени измельчения сырья, а также от интенсивности перемешивания. Обычно при температуре 50—55 °С большинство растворов приготавливают за 1—2 дня.

Технология получения, например, раствора ладанника осуществляется следующим образом.

Исходным сырьем для  приготовления раствора служит резинойд ладанника (мазеобразная масса темно-зеленого цвета, смолистого запаха, напоминающего запах хвои). Резиноид ладанника разогревают в небольшом бачке на водяной бане до температуры 40—50 °С, не доводя до кипения, с равным количеством спирта при непрерывном перемешивании. Полученную массу сливают в эмалированный аппарат с коническим дном, с плотно закрывающейся крышкой, снабженной несколькими спусковыми кранами, в который предварительно загружают этиловый спирт в соотношении ладанника и спирта 1:9. Тщательно перемешивают раствор и оставляют на два дня для отстаивания от нерастворимого осадка. Отстоявшийся раствор ладанника сливают через верхний спусковой кран; раствор из конической части бака вместе с осадком сливают через нижний кран и фильтруют. Осадок, пропитанный спиртом, переносят в небольшой бачок, заливают половинным количеством спирта и разогревают таким же способом, как было описано выше при получении раствора ладанника, и оставляют отстаиваться на один день.

Раствор после промывки применяют вместо спирта при получении раствора ладанника. Для утилизации спирта нерастворимый осадок промывают водой и уничтожают.

Из   приведенной  выше  схемы  исключение  составляет  технология приготовления раствора масла жасмина, где после нагревания и полного растворения конкрета жасмина в спирте массу вымораживают и оставляют на пять дней и только после этого фильтруют.

Готовые растворы не нуждаются  в выдержке и могут быть немедленно использованы в  производстве. Растворы, как и настои, после их   приготовления   должны   соответствовать     определенным физико-химическим   показателям,  утвержденным для каждого наименования.