Совершенствование технологии переработки плодов кориандра способом паровой перегонки с использованием физико-химических методов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.06, кандидат технических наук Бондаренко, Елизавета Юрьевна

• Бондаренко, Елизавета Юрьевна
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бондаренко, Елизавета Юрьевна

Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Характеристика сырья плодов кориандра.

1.1.1 Ботаническая характеристика.

1.1.2 Промышленное значение.

1.1.3 Локализация эфирного масла.

1.2 Технологическая характеристика плодов кориандра.

1.2.1 Анатомо-морфологическое строение.

1.2.2 Химический состав плодов.

1.2.4 Структурно-механические свойства твердой фазы.

1.3 Способы подготовки плодов кориандра к переработке.

1.4 Технологические способы переработки плодов кориандра.

1.4.1 Традиционная технология производства кориандрового эфирного масла.

1.4.2 Переработка плодов кориандра в аппарате струйного типа.

1.5 Способы определения содержания эфирного масла в сырье.

1.6 Цели и задачи.

2 Методы исследования.

2.1 Характеристика объекта исследования.

2.2 Методики оценки сырья плодов кориандра посевного.

2.3 Разработка методики определения массовой доли эфирного масла в сырье.

2.4 Способы получения электроактивированных жидкостей.

2.5 Лабораторные способы измельчения и увлажнения сырья.

2.5.1 Методика измельчения сырья плодов кориандра.

2.5.3 Методика увлажнения сырья.

2.6 Методика определения сорбционных свойств белка.

2.6.1 Методика определения общего азота.

2.6.2 Методика определения белкового азота.

2.7 Математические методы моделирования и оптимизации технологического процесса.

2.8 Статистические методы обработки результатов исследования.'.

3 Экспериментальная часть.

3.1 Изучение процесса извлечения эфирного масла и определение методов интенсификации.

3.2 Исследование влияния подготовки плодов кориандра увлажнением на процесс измельчения.

3.2 Исследование влияния условий подготовки увлажнением на процесс извлечения эфирного масла.

3.3 Исследование влияния условий подготовки увлажнением на кинетику процесса извлечения эфирного масла.

3.4 Исследование влияния электроактивированной жидкости на сорбционные силы твердой фазы.

3.5 Исследование влияния электроактивированной жидкости на изменение компонентного состава кориандрового эфирного масла.

4 Технологическая часть.

4.1 Совершенствование технологии переработки плодов кориандра способом паровой перегонки с использованием физико-химических методов.

4.2 Технологическая схема переработки плодов кориандра на аппаратах периодического действия.

4.3 Технология переработки плодов кориандра с использованием физико-химических методов активации процесса непрерывным способом.

5 Экономическая часть.

5.1 Расчет экономической эффективности от внедрения совершенствованной технологии переработки плодов кориандра периодическим способом.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии переработки плодов кориандра способом паровой перегонки с использованием физико-химических методов»

В настоящее время, значительно повышается потребность в натуральных душистых веществах, пищевых и ароматических добавках. Кориандровое эфирное масло является исходным сырьем для получения целого ряда душистых веществ, составляющих основу современной косметики и парфюмерии, кроме того, оно широко используется пищевой промышленности при изготовлении кондитерских изделий, консервов, ароматических эссенций и других продуктов, в медицине и ароматерапии.

Кориандровое эфирное масло традиционно получают способом перегонки с водяным паром из зрелых плодов кориандра. Технология предусматривает очистку плодов от сорных примесей, измельчение сырья, методом раздавливания и разрезания, извлечение эфирного масла методом паровой перегонки, а затем извлечение жирного масла экстракцией и дальнейшее использование каждого продукта отдельно. Сложность переработки плодов кориандра состоит в том, что необходимо вскрыть внутренние эфирномасличные вместилища, чтобы эфирное масло оказалось на поверхности. В технологии всегда стояла задача уменьшения потерь, увеличения выхода и улучшения качественного состава, получаемого эфирного масла. Для получения эфирного масла с высоким содержанием линалоола, необходима повторная перегонка - ректификация, что требует дополнительных затрат и оборудования. Но даже ректификацией невозможно удалить тяжелолетучие фракции, такие как камфара, которая снижает парфюмерную оценку масла, выход и качество ароматических веществ, получаемых при переработке масла. Длительное время модернизация и совершенствование как технологии переработки плодов кориандра, так и применяемого оборудования не осуществлялась. Учитывая это совершенствование технологии переработки плодов кориандра способом паровой перегонки с использованием физико-химических методов, является актуальной задачей.

Актуальность темы исследования подтверждена так же тем, что соответствует научной тематике кафедры технологии жиров, косметике и экспертизы товаров КубГТУ.

Целью диссертационной работы является совершенствование технологии переработки плодов кориандра с использованием физико-химических методов, обеспечивающее уменьшение потерь эфирного масла при измельчении, увеличение выхода и качественного состава, получаемого эфирного масла.

Основные задачи исследования:

- изучение и анализ научно-технической литературы и патентной информации по вопросу технологии переработки плодов кориандра;

-исследование технологического процесса извлечения кориандрового эфирного масла определение факторов, влияющих на потери, выход и качественный состав, получаемо эфирного масла;

-разработка методики определения массовой доли эфирного масла в сырье;

- исследование влияния условий подготовки плодов кориандра увлажнением на процесс измельчения;

- оптимизация параметров процесса увлажнения плодов кориандра электроактивированными жидкостями перед измельчением;

- исследование влияния условий подготовки измельченных плодов кориандра увлажнением на процесс извлечения эфирного масла;

-оптимизация параметров процесса увлажнения измельченного сырья электроактивированными жидкостями перед извлечением эфирного масла;

-исследование влияния подготовки плодов кориандра увлажнением электроактивированными жидкостями на кинетику процесса извлечения эфирного масла;

- исследование влияния подготовки сырья увлажнением электроактивированными жидкостями на сорбционные силы твердой фазы;

-исследование влияния предварительной подготовки плодов кориандра увлажнением электроактивированными жидкостями на компонентный состав и качество эфирного масла;

- разработка технологии переработки плодов кориандра способом паровой перегонки с использованием физико-химических методов интенсификации процесса;

-разработка комплекта технической документации: технических условий на кориандровое эфирное масло и технологических инструкций на его производство непрерывным и периодическим способом;

- оценка экономической эффективности от внедрения усовершенствованной технологии переработки плодов кориандра.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Заключение диссертации по теме «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов», Бондаренко, Елизавета Юрьевна

Заключение

Выполненный комплекс исследований позволил усовершенствовать технологию переработки плодов кориандра способом паровой перегонки с использованием физико-химических методов активации процесса с уменьшением потерь, увеличением выхода и улучшением качества эфирного масла, а так же повышением производительности оборудования и уменьшением энергетических затрат.

1. Разработан аппарат, и методика для определения массовой доли эфирного масла в сырье, позволяющая получать значение определяемой величины с точностью до ±0,05.

2. Разработан аппарат и методика получения электроактивированных жидкостей с заданным рН и минимальным содержанием газовой фазы.

3. Выявлено влияние увлажнения плодов кориандра электроактивированными жидкостями на процесс измельчения, и повторного увлажнения, непосредственно перед перегонкой на процесс извлечения эфирного масла.

4. Определены и оптимизированы основные параметры условий подготовки плодов кориандра к измельчению и последующей перегонке:

- увлажнение перед измельчением - количество вводимой электроактивированной жидкости 13-15% от массы сырья, время воздействия 4 часов, величина рН 9-11;

- увлажнение перед извлечение эфирного масла - количество вводимой электроактивированной жидкости 2-4 % от массы сырья, величина рН 2,5-3,7.

5. Доказано влияние электроактивированной жидкости на процесс извлечения эфирного масла, позволяющее снизить время перегонки.

6. Доказано влияние электроактивированных жидкостей на сорбционные силы белка ядра плодов кориандра, что способствует увеличению глубины съема эфирного масла.

7. Выявлено положительное влияние предварительной подготовки плодов кориандра увлажнением на компонентньш и качественный состав получаемого эфирного масла: увеличение фракции линалоола, гераниола, геранилацетата и уменьшение фракции парцимена, камфоры.

8. Усовершенствована технология переработки плодов кориандра и предложены аппаратурные схемы, позволяющие перерабатывать кориандр непрерывным и периодическим способом. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения технологии переработки плодов кориандра периодическим способом составляет - 6030,0 тыс. руб.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бондаренко, Елизавета Юрьевна, 2010 год

1. Алексеев Н.Д., Марченко Т.Т. Технологическое оборудование эфирномасличного, синтетического парфюмерно-косметического производств. — М.: Пищепромиздат, 1957. 380 с.

2. Аксельруд Г.А., Альтшулер М.А. Введение в капиллярно-химическую технологию. М.: Химия, 1983. -264 е.: ил. - (серия «Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии»).

3. А. с. 1470813 СССР, МКИ5 С 25 D17/00. Электроактиватор / Пащенко Л.П., Санина Т.В., Бывальцев А.И.; заявл. 12.10.84. опубл. 25.05.85. БИ № 14.

4. А. с. 1724592 СССР, МКИ5 С 02 F1/46. Устройство для электрообработки жидкости / Мгебришвили Т.В., Медведев O.K., Скаковский Р.Ф., Рубан B.C.; заявл. 29.06.89. опубл. 07.04.92. БИ №13.

5. Атлас лекарственных растений СССР — М.: Государственное издательство медицинской литературы, 1962. — 701 с.

6. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учеб. Пособие для химико-технологических вузов. -М.: Высш. Школа, 1987.-319 е.: ил.

7. Бахир В.М. Сущность и перспективы электрохимической активации. Черкассы, 1989. - 25 с. - Деп. В ОНИИТЭИХИМ 16.03.89, №528.

8. Бахир В.М., Цикоридзе Н.Г., Спектор Л.Е. Электрохимическая активация и ее роль в пищевой промышленности. Тбилиси: ГрузНИИНТИ, 1988.- 81 с.

9. Биохимия / В.Г. Щербаков, В.Г. Лобанов, Т.Н. Прудникова и др. Под ред. В.Г. Щербакова. Издание 2-е, перераб. и доп. СПб.: ГИОРД, 2003. -440 е.: ил.

10. Бондаренко Е.Ю. Методика определения массовой доли эфирного масла в сырье / Бондаренко Е.Ю., Тарасов В.Е. // Масложировая промышленность, 2009 №3.- С. 38-39.

11. Большой энциклопедический словарь. 2-е изд., перераб. И доп. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.- 1456 с.

12. Богатырев А.Е., Шушунова Л.И., Цыганов Г.М.Активирование веществ и его технологическое применение. М.: Химия, 1984. - 44 с.

13. Бондаренко Е.Ю. Влияние обработки плодов кориандра электроактивированными жидкостями на выход и качественный состав эфирного масла / Бондаренко Е.Ю., Тарасов В.Е. // Известия вузов. Пищевая технология. 2010. № - С.

14. Бондаренко Е.Ю. Совершенствование технологии получения кориандрового эфирного масла / Мельникова А.Ю.// Материалы I всероссийской студенческой конференции «Молодежная наука пищевой промышленности России», Ставрополь 2009. — С. 89.

15. Бондаренко Е.Ю. Анализ качества эфирного масла, полученного из плодов кориандра / Бондаренко Е.Ю., Тарасов В.Е. // Материалы всероссийской конференции с международным участием «Инновационные технологии в пищевой промышленности», Самара 2009. С. 29-30.

16. Бондаренко Е.Ю. Влияние условий подготовки плодов кориандра на кинетику извлечения эфирного: масла / Бондаренко Е.Ю.у Тарасов В.Е. // Материалы международной научно-практической конференции «Масложировая индустрия- 2010», Санкт-Петербург 2010.

17. Войткевич С.А., Эфирные масла для парфюмерии? и ароматерапии: -М.: ООО Издательство «Пищевая промышленность», 1998, 183 с;

18. Войткевич С.А., Целебные растения и эфирные масла. М.: Пищевая пром-сть, 2002. - 172 с.

19. Войткевич С.А. Эфирные масла: ароматизаторы, консерванты: Ограничения при использовании. М.: Пищевая пром-сть, 2000. - 96 с.

20. ГОСТ 17082.2 95. Плоды эфирномасличных культур промышленное сырье. Метод определения влажности.27ГОСТ 1782.5 88. Плоды эфирномасличных культур промышленное сырье. Методы определения массовой доли эфирного масла.

21. ГОСТ 30145 94 Масла эфирные и продукты эфирномасличного производства. Правила приемки, отбор проб и методы органолептических испытаний. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 9 с.

22. ГОСТ 14618.9 78 Масла эфирные, вещества душистые и продукты их синтеза. Метод определения угла вращения и величины удельного вращения плоскости поляризации: (Сборник). - М.: Изд-во стандартов, 1994. -с. 105- 107.

23. ЗОГОСТ 14618.10 78 Масла эфирные вещества душистые и продукты их синтеза. Метод определения плотности и показателя преломления: (Сборник). - М.: Изд-во стандартов, 1994. - с. 109 - 114.

24. Дэвис Э., Джованелли Дж., Рис Т. Биохимия растений / Пре. с англ. A.A. Бундель. М.: Издательство «Мир», 1966. - 490 с.

25. Зюков Д.Г., Андреечич E.H., Чипига А.П./ Технология и оборудование эфиромасличного производства. М.: Пищевая пром-сть, 1979.- 191 с.

26. Кретович B.J1. Биохимия растений. М.: Высшая школа, 1986. - 503 е.: ил.

27. Кривошеев И.П. Основы процессов химической технологии. Мн.: Высшая школа, 1972. 304 с.

28. Кузнецова М.А. Руководство к практическим знаниям по фармакогнозии. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 1980. - 296 е.: ил.

29. Кожевникова O.B. Комплексная переработка маклейи с целью получения продуктов, рекомендуемых к применению в косметических средствах. Дис. .канд. техн. наук. Краснодар, 2006. - 170 с.

30. Лабораторный практикум по технологии производства растительных масел, Копейковский В.М., Мосян А.К., Мхитарьянц Л.А., Тарасов В.Е., -М.: Агропромиздат, 1990. — 191 с.

31. Ляпина Л.Л., Саникидзе С.Т., Шнеур С.С./ Руководство по методикам исследования, технологическому контролю и учету производства в масложировой промышленности. Том I, книга первая,- Ленинград 1966.

32. Масла эфирные методы анализа. Государственные стандарты союза ССР. М.: Издательство стандартов, 1994. - 141 с.

33. Масличные и эфирномасличные культуры (Труды за 1912 1962 гг.) / Под ред. Академика ВАСХНИЛ B.C. Пустовойта. - М.: Издательство сельскохозяйственной литературы, 1963. - 574 с.

34. Масличные и эфирномасличные культуры / Под ред. Г.А. Сарнецкого. К.: Урожай, 1983, - 152 с. - (Б-ка агронома).

35. Муравьева Д.А. Фармакогнозия. М.: издательство «Медицина», 1978.-657 с.

36. Мусил Я., Новакова О., Куний К. Современная биохимия в схемах / Пер. с англ. С.М. Аваевой, A.A. Байкова. М.: Мир, 1981. - 216 с.

37. Оборудование производства парфюмерно-косметических изделий, синтетических душистых веществ и эфирных масел / A.M. Журавлев, B.C. Непомнящий, А.Е. Огарев, В.В. Осипов. М.: Пищевая пром-сть, 1980. -264 с.

38. Педенко М.Е. Технология возделывания эфирномасличных культур. Учебн. Пособие для сельск. Проф.-техн. училищ. М.: «Высшая школа», 1974-239 с.

39. Пелипенко Т.В. Совершенствование и производственное освоение технологии подготовки кориандра к хранению и переработке. Дис. .канд. техн. наук. Краснодар, 1990. - 176с.

40. Плесовских В.А., Безденежных A.A. Физико-химические и теплофизические свойства веществ и материалов мыловаренных и косметических производств. М.: Пищпромиздат 2001. - 140 с.

41. Полуденный JI.В. Кориандр посевной / Эфирномасличные и лекарственные растения. — М.: 1979. — с. 49-52

42. Полуденный Л.В., Сотник В.Ф., Хлапцев Е.Е. Эфирномасличные и лекарственные растения. М.: «Колос», 1979. - 282 с.

43. Поляков А.Ф., Саад М.М., Суевалова В.В. О количественном определении компонентов кориандрового эфирного масла методом газожидкостной хроматографии // Изв. Вузов, Пищ. технология. 1978. - №3 - с. 99-103.

44. Персидская К.Г., Чипига А.П. Справочник для работников лабораторий эфирномасличных предприятий. -М.: Пищевая пром-сть, 1981. 144 с.

45. Сидоров И.И., Турышева H.A., Фалеева П.П., Ясюкович Е.И./ Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 368 с.

46. Сокольников Н.П., Кондрацкий А.П. Технология эфирномасличного производства. М.: Пищпромиздат, 1958. - 200 с.

47. Съедобные целебные растения: Справочник / Г.И. Молчанов, Л.П. Молчанова, Н.М. Гулько, А.Г. Молчанов, И.Ф. Сучков, Ростов н/Д: Издательство Ростовского университета, 1994. 448 с.

48. Танасиенко Ф.С. Эфирные масла. Содержание и состав в растениях. -Киев: Наук, думка, 1985. 264 с.

49. Танасиенко Ф.С. Переработка зернового эфирномасличного сырья. -Белгород.: Кн. изд-во, 1960. 119 с.

50. Тихомиров В.А. Руководство к изучению фармакогнозии. М.: Карцев, 1988. - 894 с.

51. Растительный белок / Пер. с франц. В.Г. Долгополова. — М.: Агропромиздат, 1991. 684 с.

52. Усов А.П., Тарасов В.Е., Крапивина М.Г. Химия душистых и биологически активных веществ: Учеб. пособие / Кубан. гос. технол. ун-т. -Краснодар, 2006. 242 с.

53. Усов А.П., Карпова A.B., Бондаренко Е.Ю., Патент № 2361906

54. Способ получения эфирного масла из зернового эфирномасличного сырья вперегонных аппаратах периодического действия», опубликовано 20.07.2009. Бюл. № 20

55. Хейфец JI.A., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. Справочное издание. М: Химия, 1994. - 256 с.

56. Энциклопедический словарь лекарственных, эфирномасличных и ядовитых растений / составитель Г.С. Оголевец. М.: Государственное изд-во сельскохозяйственной литературы, 1951. - 488 с.

57. Эфирномасличные и лекарственные растения, Л.В. Полуденный, В.Ф. Сотник, Е.Е. Хлапцев, М: издательство «Колос», 1979. - 287 с.

58. Эфирные масла: химия, технология, анализ и применение / JI.K. Гури-нович, Т.В. Пучкова. М.: Школа косметических химиков, 2005. - 195 с. -(Серия «Ех professo»).

59. S. Arctander, Perfume and Flavor Materials of Natural Origin, 1960, Elisabeth, New York.

60. Biele St. Uber den Kofler beobachteten Zuwachs des Olgehaltes in den Kummelfrachten der Lagerungszeit // Actapol. Pharm. 1938. - №2. - S.24 - 30.

61. Charabot E. Reshershes sur le emigration des composes odorants // C. r. hebdomfdour seans. Acad. Sci. 1907. - №144. - P.808-810.

62. Crabalona L. The evolution of linalylacetat and linalool during the extractive hydro distillation of certain essential oils // Soar. Perfume & Cosmet. -1969. Voll. 33. - №5. - P. 495 - 503.

63. E. Gildemeister, F. Hoffmann, Die Anherischen Ole, Bd. Ill VII, 1966, Academie Vergal, Berlin.

64. Guenter, The Essential Oils, vol. I-VI, 1948 1952,Van Nostrand, New Yerk.

65. D. Gary Young N.D. Essential Oils Integrative Medical Guide: Building Immunity, Increasing Longevity, and Enhancing Mental Performance With Therapeutic-Grade Essential Oils, 2003 Essential Science Publishing.

66. David Stewart Chemistry Of Essential Oils Made Simple: GOD'S LOVE MANIFEST IN MOLECULES, 2005, NAPSAC Reproductions.

67. Dubis M., Qilles K.A., Hamilton I.K. Colorimetric method for determination of sugars and related substrates // Anal. Chem. 1956. - Vol. 28. - P. 350 -356.

68. Fungal volatiles associated with moldy grain in ventilated and nonventilated bin stored wheat / Sinha Ranendra N., Tuma Danica, Abranson David et al. // Mycopathologia. - 1988. - Vol. 101. - № 1. - P. 53 - 60.

69. Henderson S. M. A basic concept of equilibrium moisture // Agric. Engeneering. 1952. - Vol. 3. - № 3.

70. Hegi Q. Illustrated flora won Mittel Europa. —München: Lehmann's Verlag. - Bd 2.

71. H. Board. Modern Technology Of Perfumes, Flavours And Essential Oils (2nd Edition) //National Institute of Industrial Research. 2004. P. 844.

72. H. Board. The Complete Technology Book of Essential Oils (Aromatic Chemicals) //National Institute of Industrial Research. 2003. P. 628.

73. Karisen J., Bacrhein S. Selection of packed columns in the gas chromatography of oxygen-containing terpenes // Pharmazie. 1970. - Vol. 25. -№ 10.

74. Lewis D.C., Liljegren D.R. Glycoalkaloids // Phytochemistry. -1970. -№9,- P.2193-2195.

75. Lorincz G.A. Koriander (Coriandrum Sativum L.) Llolajtertallmanol novelese menesitessel // Herba. Hung. 1970. - Vol. 9. - P. 23 - 29.

76. Lotx A. Fenshtgetreide Konservierung dursh chenische Zusätze // Gründl. Landtechn. 1983. - Bd 33. - № 5.

77. Mahran G.H., El-Alfy T.S., Seber A.H. The analysis of the volatile oil of Coriandrum Sativum L. cultivated in Egypt // Bull. Fuc. Pharm., Cairo Univ. press. 1967. - Vol. 6.-N1-P. 157.

78. Mailti M., Nandi R., Chaudkuri K. The effect of pH on the absorption and fluorescence spectra of sanguinarine // Phytochemistry and phytobiology. 1983. Vol.38, -№ 2.-P.245-248.

79. Moore S. On the determination of cystine as cysteic acid // Biol. Chem. -1963.-Vol. 135. -№ 1.

80. Ohloff, Irdische Dufte Himmlische Lust, 1992, Birkhauser Verlag, Basel.

81. PicKet J.A., Coates J., Sharpe F. Distortion of essential oil composition during isolation by steam distillation // Chem. Ind. 1975. - N 13. - P. 571 - 572.

82. Puri S.C., Vachist V. N., Atal C. K. The essential oil of the Kulu Coriander // Indian Oil Soap J. 1968. - Vol. 34. - №3.

83. Poisson J., Cahagnier B. Problem de la stabilization de les acides organiques // Ann. Tech, agric. 1973. - Vol. 22. - № 4.

84. Studied on the essential oil of the fruits of Coriandrum Sativum L. by means of gas liquid chromatography. Studies on terpenes and related compounds / J. Karlsen, G. Chingova, R. Zvetkov u.a. // Pharmac. Weckbland (Holland). -1971.-№ 106.-P. 293-300.

85. Srivsstava P.K. Controlling mold damage in grain storage // Bull. Grain Technol. 1986. - Voll. 24. - № I - P. 64-69.

86. Teitz R. Coriander und seine Verwendung in Seifenparfiims // Rieshstoffe und Aromen. 1958. - Bd 8. - № 6.