Автор: И.И. Сидоров, Н.А. Турышева, Л.П. Фалеева, Е.И. Ясюкевич

Издательство: Легкая и пищевая промышленность

Год: 1984

Страниц: 368

Формат: DJVU

Качество: хорошее

 

В книге приведены сведения об эфирномасличном сырье. Описана технология получения эфирных масел и синтетических душистых веществ. Даны основы проектирования предприятия, вырабатывающих эфирные масла и синтетические душистые вещества.

Книга предназначена в качестве учебника для техникумов пищевой промышленности.

 

Эфирные масла и синтетические душистые вещества являются основным сырьем для производства парфюмерно-косметических изделий и пищевых эссенций.
В последние годы синтетические душистые вещества приобрели большое значение для изготовления отдушек для туалетных мыл, синтетических моющих средств, изделий из пластмасс, заменителей кожи и многих других товаров пищевой и химической промышленности. Из выпускаемых отечественной промышленностью в настоящее время душистых веществ 80 % приходится на долю синтетических.

Удельный вес использования синтетических душистых веществ в композициях для одеколонов составляет около 75%, в композициях для- отдушивания туалетных мыл и синтетических моющих средств — почти 90 %, в пищевых ароматических эссенциях — около 80%.

Парфюмерно-косметическая промышленность возникла в России в 40-х годах прошлого века. Почти все предприятия находились в руках иностранных капиталистов, сырьевая база в стране отсутствовала, производство находилось на крайне низком техническом уровне. Эфирные масла, синтетические душистые вещества, готовые композиции ввозились из-за границы.

Краткий исторический обзор освоения эфирномасличных растений. Эфирномасличные растения привлекали к себе внимание людей с глубокой древности. Памятники культуры далеких эпох свидетельствуют о тем, что .освоение^ ,-их в различных: районах мира происходило неодновременнО™й'мело свои характерные черты. Известно, что египтяне за 6 тыс. лет до наших дней умели получать из растений скипидар и другие душистые вещества, применяли их в ритуальных обрядах. Задолго до-нашего летоисчисления индийцы овладели простейшими способами получения душистых вод, розового и лемонграссового эфирных масел. В Японии более 2 тыс. лет назад получали не только мятное масло, но и выделяли из него ментол. Однако эти знания распространялись очень медленно. Потребление душистых вод и растений, эфирных и особенно благовонных масел в древнем мире достигло расцвета и приобрело поистине колоссальный размах в период упадка Римской империи.

Следующий, средневековый, этап в познании и использовании душистых растений связан с периодом развития алхимии в VIII—X вв. Алхимики в поисках «жизненного эликсира» уделяли много внимания эфирномасличным растениям. С появлением особого медицинского направления алхимии — ятрохи-мии — душистые воды и эфирные масла стали широко применяться в лечебных целях. Первый список из 56 наименований эфирных J масел был опубликован в «Нюрнбергской аптекарской таксе» в 1454 г. В конце XV в. в труде страсбургского врача Иеронима Бруншвига «Книга по дистилляции» появилось подробное описание перегонки эфирных масел. XVI в. был самым плодотворным в изучении эфирномасличных растений, особенно европейской флоры, в накоплении наблюдений и сведений о составе и получении эфирных масел, список которых увеличился до 108 наименований. К середине XVIII в. было получено еще 24 эфирных масла. В это время к методам переработки растений дистилляцией и мацерацией прибавились анфлераж и механический метод, а во второй половине XIX сто-" летия — экстракция летучими растворителями; многие эфирномасличные растения стали возделывать в культуре.

В настоящее время для производства эфирных масел используется около 200 наименований эфирномасличных растений. Мировое производство эфирных масел из культурных и дикорастущих эфироносов колеблется в пределах 20—25 тыс. т в год в зависимости от климатических условий и конъюнктуры рынка. В количественном отношении на первом месте стоит цитронелловое эфирное масло, годовая выработка которого достигает 3500 т, на втором — мятное, затем камфорное, цитрусовое, эвкалиптовое, гвоздичное и т. д.

Развитие, состояние и задачи эфирномасличной промышленности СССР. В Советском Союзе производится около 6—8 % эфирных масел от общего количества, получаемого в мире. По выработке таких масел, как кориандровое, розовое, мускатно-шалфейное, азалиевое, СССР занимает первое место.

Эфирномасличная промышленность нашей страны создана после Великой Октябрьской социалистической революции. Несмотря на богатейшую флору и благоприятные почвенно-кли-матические условия, в царской России возделывали в мелких крестьянских хозяйствах на площади около 6,6 тыс. га только четыре культуры: анис, фенхель, мяту и кориандр, собирали дикорастущий тмин. Большую часть продавали иностранным купцам. Мяту, а также оставшееся от продажи другое сырье и отходы от его сортировки перерабатывали на примитивных кустарных установках. Общий уровень производства эфирных масел накануне первой мировой войны не превышал 100 т в год. Большое количество эфирных масел для парфюмерно-косметического, фармацевтического, мыловаренного и других производств ввозилось из-за границы.

Войны 1914—1920 гг. привели к уничтожению плантаций и разрушению установок по переработке сырья. В 1922 г. сохранилось всего 5 га плантаций. Сразу же после окончания гражданской войны наряду с развитием других отраслей промышленности встал вопрос о скорейшем создании и развитии отечественной эфирномасличной промышленности.

С 1923 г. была начата реализация широкого круга намеченных мероприятий, обеспечивших создание и развитие эфирномасличной промышленности и ее сырьевой базы. Развернутые в широком масштабе работы в области изучения сырьевых ресурсов страны, селекции и введения в культуру новых эфироносов, освоению приемов их возделывания в местных условиях обеспечили быстрое развитие сырьевой базы промышленности. К 1940 г. площади плантаций достигли 170 тыс. га, было построено 30 заводов, на которых перерабатывали сырье культурных и дикорастущих растений и получали более 30 наименований продукции.

В Великую Отечественную,войну основные районы производства эфирных масел оказались в зоне военных действий, плантации и заводы были уничтожены. Выработка эфирных масел в первый послевоенный год составила всего 7 % от довоенного уровня. Восстановление промышленности, потребовавшее много средств и сил, завершилось в середине 50-х годов.

В настоящее время эфирномасличные растения возделывают и заготавливают в 12 союзных республиках в специализированных совхозах эфирномасличной промышленности и ВО «Лек-распром» медицинской промышленности, а также в колхозах. Кроме того, заготавливается дикорастущее сырье, используются некоторые отходы сельского хозяйства, лесоразработок и смежных отраслей пищевой промышленности. Около 50 видов растений служат источником зернового, травянистого, цве точного и корневого эфирномасличного сырья, которое перерабатывают в сухом и свежем виде различными методами, в результате чего получают эфирные масла, конкреты, абсолютные масла, резиноиды, С02-экстракты.

Предприятия," перерабатывающие эфирномасличное сырье, относятся к пищевой, медицинской и лесохимической промышленности. По своей структуре они представляют специализированные совхозы-заводы, заводы, комбинаты, а также цехи или заводь! в системе предприятий других отраслей пищевой промышленности.

Свыше 90% эфирных масел, исключая масла хвойных деревьев, получаемых в лесохимической промышленности, производят предприятия эфирномасличной промышленности. Эфирномасличная отрасль является отраслью пишевой промышленности. В системе Минпищепрома 60 специализированных эфирномасличных предприятий, из которых 12 совхозов, 41 совхоз-завод, 7 заводов и комбинатов расположены в РСФСР, Украинской ССР, Молдавской ССР, Грузинской ССР, Армянской ССР; • Азербайджанской ССР, Киргизской ССР и Таджикской ССР.

Эфирномасличная промышленность СССР отличается от зарубежной высокой концентрацией и техническим уровнем производства, хорошо поставленной селекционной работой. Так, переработка основной эфирномасличной культуры — кориандра — сосредоточена на двух предприятиях с суточной производительностью 140 и 240 т; производительность Октемберянского завода достигает 1000 т герани в сутки; Адыгейский завод может перерабатывать до 1000 т/сут сырья нескольких видов по различной технологии; производительность некоторых заводов, перерабатывающих розу, превышает 100 т/сут и т. д. Это обеспечивается высоким техническим уровнем производства, широким использованием высокопроизводительных аппаратов непрерывного действия различного назначения, производственных линий на их основе, на которых перерабатывается свыше 90 % сырья.

В соответствии с современным направлением развития народного хозяйства в последние годы осуществляется дальнейшая концентрация эфирномасличного производства путем создания специализированных агропромышленных объединений, в состав которых входят совхозы, совхозы-заводы, заводы и комбинаты. Это позволило увеличить в ряде совхозов долю посевных площадей под эфирномасличными культурами до 40— 45 % и выращивать в совхозах до 55—60 % травянистого и цветочного сырья от общих заготовок в стране; улучшить работу по возделыванию посадочного материала, повысить уровень механизации.

Еще более высокая ступень организации производства — соединение агропромышленных объединений с научно-исследовательскими учреждениями. По такому типу в Молдавской ССР организовано научно-производственное агропромышленное объединение по эфирномасличным культурам и маслам «Молд-эфирмаслопром», в составе которого совхоз-заводы и совхозы, а также опытная селекционная станция.

Совершенствованием технологии переработки эфирномасличного сырья, созданием аппаратов и машин, селекцией эфироносов и разработкой агроприемов их возделывания занимается целый ряд научных учреждений. Среди них главное место занимает научно-производственное объединение по эфирномасличным культурам и маслам, в системе которого Всесоюзный научно-исследовательский институт эфирномасличных культур (ВНИИЭМК), государственное специализированное конструкторское бюро по сельхозмашинам и аппаратам для возделывания и переработки эфирномасличного сырья (ГСКБ), Всесоюзный селекционный центр по эфироносам, опытные селекционные станции в различных республиках, обширное опытное хозяйство ВНИИЭМК, несколько эфирномасличных заводов и машиностроительный завод. Среди научных учреждений — два научно-исследовательских института пищевой промышленности, Государственный Никитский Ботанический сад и др. 

Дальнейшее развитие народного хозяйства обязывает коллективы сельскохозяйственных и промышленных предприятий, научно-исследовательских учреждений стремиться к всемерной интенсификации эфирномасличного производства, а значит, улучшать качество и ассортимент эфирномасличного сырья, комплексно использовать сырье, перерабатывать его без отходов, извлекать из него другие ценные вещества, совершенствовать технику и технологию переработки эфирномасличного сырья с целью повышения выхода и улучшения качества эфирных масел и других целевых продуктов, а также приведения эфирномасличного производства в соответствие с требованиями охраны природы. Решение этих задач будет способствовать достижению наилучших результатов при одновременном снижении производственных затрат на изготовление продукции.

Технико-экономические показатели эфирномасличного производства в первую очередь зависят от качества сырья. В то же время действующие стандарты недостаточно отражают требования промышленности. Поэтому специалист-технолог обязан всесторонне знать эфирномасличное сырье и его свойства. Сырье и извлекаемые из него душистые вещества претерпевают большие или меньшие изменения в процессах переработки. В связи с этим производственные показатели по выходу и качеству продукции зависят от организации производства и технологических режимов процессов переработки, начиная с хранения сырья В эфирномасличном производстве имеются большие неиспользованные резервы, реализовать которые под силу специалистам, знающим общие закономерности технологических процессов и разбирающимся в индивидуальных особенностях переработки эфирномасличного сырья. Именно сочетание глубокого знания сырья и процессов его переработки поможет специалистам отрасли успешно решить современные задачи, стоящие перед эфирномасличной промышленностью.

Развитие, состояние и задачи промышленности синтетических душистых веществ (СДВ). Бурное развитие синтетической органической химии, начавшееся в 60-годах прошлого столетия, послужило основой и для развития химии СДВ.

Вслед за установлением строения ряда душистых веществ был проведен их синтез на базе продуктов коксобензольной, нефтяной и химической промышленности.

В 1868 г. был получен кумарин, в 1874 г.— ванилин, в 1897 г.— индол и метилантранилат. Наряду с этим химиками были синтезированы душистые вещества, не встречающиеся в природе: нитросоединения с мускусным запахом, иононные соединения с запахом цветов фиалки, гидроксицитронеллаль с нежным запахом цветов липы.

Однако эти научные исследования не могли быть использованы на практике вследствие крайне низкого уровня развития химической промышленности в царской России.

После Великой Октябрьской социалистической революции с ростом материального благосостояния и культурного уровня населения парфюмерия стала предметом массового потребления. Возникла необходимость в создании отечественной промышленности душистых веществ и освобождении от иностранной зависимости. Нужно было построить новые химические предприятия, подготовить кадры инженеров, техников, аппаратчиков, организовать научные исследования по разработке промышленных методов получения душистых веществ. Для решения этих задач в 1927 г. в Москве были созданы Экспериментальный завод и научно-исследовательская лаборатория по синтезу душистых веществ, а в Ленинграде — исследовательская лаборатория технологии синтеза душистых веществ, которая в 1932 г. вошла в состав построенного к этому времени Ленинградского завода синтетической ароматики. В 1932 г. был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт эфирномасличной промышленности.

Это были годы бурного и плодотворного развития химии душистых веществ. К работе по душистым веществам' были привлечены выдающиеся ученые нашей страны: П. П.Шорыгин, А. Е. Фаворский, С. С. Наметкин, В. М. Родионов, В. Е. Ти-щенко, Л. Я- Брюсова, В. Н. Белов, Н. А. Преображенский, С. И. Лурье, В. И. Исагулянц и многие другие. Благодаря участию в работе опытных ученых-химиков был внесен большой вклад в химию душистых веществ. Так, в 1928 г. Б. Н.Ру-товский и А. И. Королев опубликовали методику синтеза ос-амилкоричного альдегида. В 1932 г. А. Е. Чичибабин установил строение мускуса-кетона, а О. А. Зейде и Б. М. Дубинин — строение мускуса амбрового. В 1931 г. П. П. Шорыгин с сотрудниками разработал технический метод синтеза фенилэтилового спирта, в 1934 г. А. Е. Фаворский на основе открытой им раньше реакции карбонильных соединений с ацетиленом описал метод синтеза винилкарбинолов. В 1935 г. Б. А. Арбузов открыл реакцию изомеризации бициклических терпенов в алифатические.

Этот способ в настоящее время широко используется для синтеза целого ряда душистых веществ из ос- и (J-пиненов. В 1933—1938 гг. С. С. Наметкиным были проведены работы по синтезу душистых веществ из касторового масла, в результате чего была разработана технология получения дигидрожас-мона, ундекалактона, нонилового альдегида и др. На основании работ В. И. Исагулянца, Е. К- Смоляниновой, С. С. Наметкина было использовано для синтеза линалилацетата, цитраля, ионона, метилионона кориандровое масло. В течение 1927— 1940 гг. были внедрены в промышленность методы синтеза многих сложных эфиров, мускусов, кумарина, гелиотропина, коричного спирта, гидроксицитронеллаля и др. В эти же годы в Ленинграде был освоен производственный способ получения ванилина. К 1940 г. отечественная промышленность, представленная несколькими заводами в Москве и Ленинграде, выпускала свыше 600 т душистых веществ более 70 наименований.

В первые годы Великой Отечественной войны научно-исследовательские работы по душистым веществам почти прекратились. Но уже в 1944 г. Центральная научно-исследовательская лаборатория Главпарфюмера возобновила свою работу.

В 1945—1946 гг. под руководством В. Н. Елисеевой и А. А. Баг были закончены исследования по синтезу цикламе-нальдегида, Л. Я. Брюсовой был значительно усовершенствован метод получения кумарина.

В 1946 г. на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории в Москве был организован Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических и натуральных душистых веществ (ВНИИСНДВ), Позднее, в 1959 г., в Калуге был создан филиал ВНИИСНДВ. Производство душистых веществ значительно возросло со строительством и пуском в 1948 г. Калужского комбината синтетических душистых веществ.

Перед наукой были поставлены новые задачи по аппаратур-но-технологическому оформлению методов получения душистых веществ и их очистки, которые успешно были решены.

В послевоенные годы были разработаны производственные способы синтеза целого ряда ценных душистых веществ, таких, как пентадеканолид, санталидол, ментол, ирон и многие другие. В Калужском филиале ВНИИСНДВ была создана промышленная технология получения цитраля на основе химического сырья.

Большие задачи поставлены перед отраслями промышленности эфирных масел и синтетических душистых веществ XXVI съездом КПСС по значительному росту уровня производства, расширению ассортимента и улучшению качества продукции, комплексному использованию сырья и организации безотходного производства, совершенствованию существующей и освоению новой технологии и техники, улучшению условий труда, соблюдению требований охраны окружающей среды, совершенствованию организационной структуры предприятий и отраслей в целом. Реализация поставленных задач будет способствовать удовлетворению растущего спроса на товары народного потребления: высококачественные новые парфюмерные и косметические изделия, различная продукция бытовой химии, пищевые эссенции и т. п.

В соответствии с задачами, стоящими перед промышленностью, в книге приведены последние достижения в области технологии и техники производства эфирных масел и синтетических душистых веществ.