WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 |

Сырьевой базой производства могут служитьотходы, образующиеся при ежегодныхобрезках тополей (как дикорастущих, так икультивируемых видов) и идущие в настоящеевремя в отвал. Кроме того, благодарябыстроте роста (годовой приросттополевых насаждений составляет 15-25м3/га, оборотрубки 20 лет) и скороспелости, возможнауспешная организация тополевых планта-ций.В нашей стране имеется опыт по созданиюсырьевой базы из насажденийплантационного типа быстрорастущих видовтополей, что свидетельствует охозяйственной целесообразности ихискусственного разведения.Предусматривается прижизненноеиспользование тополя.

Переработкурастительного сырья с получениембиологически активных веществ можно вестипо двум вариантам. Выбор варианта зависитот используемого сырья, точнее от времениего заготовки, и его количества. Первыйвариант предусматривает комплекс-нуюпереработку вегетативной части тополя сполучением гаммы продуктов (эфирных масел,спиртовых экстрактов, восков ибиопрепаратов). Следует отметить, что онможет быть осуществлен в двухмодификациях, отличающихся только числомстадий переработки и ассортиментомпродуктов. По одной предусмотрена отдувкаэфирных масел, по другой нет. Разработаннаятехнология может быть реализована надействующих лесохимических производствах.Второй вариант предусматриваетпереработку сырья, получаемого врезультате весенней обрезки деревьев впериод с февраля по апрель, когда в немвелико содержание эфирных масел, сполучение летучих компонентов паровойотгонкой и кормовой добавки илибиопрепарата типа «Триходермин».

Разработкатехнологии и технико-экономическиепоказатели

комплекснойпереработки вегетативной части тополябальзамического

Как указывалось выше,переработку сырья с получениембиологически активных веществ можно вестипо двум вариантам.

Первый вариант. Технология предусматриваетвыделение из вегетативной части тополябальзамического эфирных масел паровойотгонкой, экстракцию сырья этиловымспиртом, отделение восков и утилизациюпосле экстракцион-ного остатка сполучением биопрепарата типа«Триходермин». Принципиаль-ная схемапроизводства приведена на рисунке 14.

Сырье измельчается 1 иподается в экстрактор 2. Процесс паровойотгонки эфирного масла осуществляетсяострым водяным паром, который подают снизу.Пройдя через измельченное сырье, он вместес извлекаемым эфирным маслом поступает вконденсатор-холодильник 3. Конденсат далееидет во флорентину 4. Масло декантируется ипоступает в сборник готовой продукции 5.Флорентинная вода направляется в паровойкотел. Образовавшаяся в экстракторекубовая жидкость поступает в сборник 6 идалее используется в процессебиоконверсии. После извлечения эфирныхмасел твердый остаток подвергаетсяэкстрагированию этиловым спиртомпульсационным батарейно-противоточ-нымметодом. Свежий растворитель насосомзакачивается в верхнюю часть хвостовогоэкстрактора 2. Спиртовый экстракт сконцентрацией сухих веществ 5-8 % отбираетсяиз головного экстрактора и поступает ввымораживатель 7 для отделения восков.Осветленный экстракт идет в сборник 8.Воск-сырец после дополнительной промывкиотправляют на упаковку. Осветленныйспиртовый экстракт подается в перегонныйкуб 9, где происходит отгонка раст-ворителя. Сконденсировавшийся этанол 11,собирается в сборнике 12 и далеевозвращается в экстракционное отделение.Сконцентрированный экстракт поступает всборник готовой продукции 10. Твердыйостаток после экстракции далееиспользуется в качестве субстрата дляполучения биопрепарата методомповерхностного культивирования.

Субстрат послестерилизации и охлаждаения вместе спосевным матери-алом поступает врастильно-конвейерную установку типа4Г-КСК. Поокончании процесса ферментации масса,высушенная до влажности 8 %, выгружается,дополнительно измельчается и поступает нафасовку и упаковку.

1 – измельчитель; 2 – экстрактор; 3, 11–конденсатор-холодильник; 4-флорентина; 5 – сборник эфирного масла; 6 – сборниккубовой

жидкости; 7 – вымораживатель; 8–промежуточный сборник спиртовогоэкстракта; 9 –перегонный куб; 10 – сборник спиртового экстракта; 12– сборникэтанола

Рисунок 14– Схема переработкивегетативной части тополя

На получаемые попредлагаемой технологии продуктыразработаны технические условия. Всоответствии с требованиями ТУ 2457-012-02067907-99«Тополевое масло» эфирное масло должноиметь 20 не более 0,98г/см3и nD20 1,48 -1,50; содержать не менее 70 %сесквитерпеноидов. «Экстракт этанольныйиз почек тополя бальзамического» ТУ2455-030-02097907-2007 должен иметь 20 неболее 0,93-0,95 г/см3 и содержать экстрактивных веществ4-6 %, липидов –3,2-5,6 %, флавоноидов 0,3-0,5 %.

Тополевое масло испиртовый экстракт обладает ценнымиароматически-ми, противомикробными илечебными свойствами, в связи с чем,может ис-пользоваться в производствепарфюмерно-косметических ифармацевтических препаратов и товаровбытовой химии.

Биопрепарат типа«Триходермин» имеет следующие показатели:влаж-ность 8-10 %, титр спор 3109КОЕ/г, содержание гуминовыхвеществ 6,8 %. Приведенные расчеты показывают, чтокомплексная переработка вегетативнойчасти тополя бальзамического экономическивыгодна и целесообразна.

Технологическиерешения, выработанные на основанииисследований, приведенных в данной работе,защищены патентом и послужили основой дляразработки исходных данных попроектированию технологической линии иорганизации производства эфирного масла испиртового экстракта из вегетативнойчасти тополя бальзамического, которыепереданы ОАО «Лесосибирский КЭЗ». Припереработке 100 т сырья выпуск продукциив натуральном исчислении составит: эфирноемасло-3,0 т, спиртовый экстракт-40 т, воск-1,5 т,биопрепарат -30 т. Рентабельностьпроизводства 20 %, срок окупаемости -1,8 г.

Второй вариант. Технология состоит из двухосновных узлов: получение летучихкомпонентов паровой отгонкой ипереработка твердого остатка с получениекормовой добавки, или культивированиегрибов рода Trichoderma с получением препаратов различногоназначения. Данный вариант технологиипозволяет получать из вегетативной частитополя два товарных продукта: с 1 т сырьявлажностью 50 % в среднем получится 17-18 кгтополевого эфирного масла и до 420 - 440 кгбиопрепарата.

Создание производствапо второму варианту возможнонепосредственно при тресте зеленогостроительства муниципального образования,который проводит обрезку тополей. Этопозволит не только решить проблемуутилизации обрезков тополей, но и дастновый источник дохода при относительномалых капитальных вложениях. Припереработке 1 т сырья, рентабельностьпроизводства составит 21%, срок окупаемости-1,5 г.

ВЫВОДЫ

1. На основетеоретических и экспериментальныхисследований химического состава исвойств биомассы тополя разработананаучная концепция упра-вляемойресурсосберегающей технологиипереработки вегетативной части,позволяющей в едином технологическомпроцессе выделить из сырья экстрактивныевещества, обладающие биологическойактивностью, и переработать остаток сполучением ценных товарных продуктов.

2. Впервые установленызакономерности изменения химическогосостава почек и побегов тополя, связанные свнутривидовой изменчивостью, местомпроизрастания и фазой развития растения.Показано, что вегетативная часть тополя,произрастающего на территории СреднейСибири, может быть исполь-зована как сырьедля получения эфирных масел, липидногоконцентрата, вос-ков и других биологическиактивных веществ.

3. Установленыособенности химического состава тополябальзамического, произрастающего натерритории Красноярского края и Хакасии.Показано, что он отличается от тополейданного вида других регионов более высокимсодер-жанием эфирных масел и меньшимфлавоноидов. Отличительной особенностьюэфирных масел является высокое (до 90 %)содержание сесквитерпеноидов, спреобладанием эвдесмола и бизаболола(35-52 %), наличие2-фенилэтил-2-метилбутаноата (до 17 %) инебензоидного ароматическогоуглеводорода аро-мадендрена; а такжефлавоноидов - меньшее содержаниепиностробина и боль-шее халконов.

4. Установлено влияниевида тополя и места произрастания насостав липидов. Показано, что дляразного вида тополей региона характерновысокое содержание гликолипидов, а такженаличие веществ, обладающих А, F и Р -витаминной активностью. Впервые извегетативной части тополя бальзамическоговыделены и охарактеризованы воскообразныевещества.

5. Варьированиемпараметров паровой отгонки летучихкомпонентов (крупности сырья ипродолжительности процесса) и процессаэкстракции (температуры,продолжительности экстрагирования,концентрации этанола, жидкостногомодуля) найдены оптимальные условия,обеспечивающие высокий выход эфирныхмасел и спиртового экстракта с заранеезаданными физико-химическими свойствами.

7. Изучена биологическаяактивность эфирных масел, спиртовогоэкстракта и отдельных групп экстрактивныхвеществ из вегетативной части тополябальзамического, произрастающего вКрасноярском крае. Установлено, что иэфирное масло и спиртовой экстрактпроявляют антифунгальную активность вотношении фитопатогенных штаммов грибоврода Fusarium,бактериостатическое и бактерицидноедействие по отношению к бактериям родаStaphylococcus и могутбыть перспективны как для получениялекарственных препаратов, так и препаратовдля защиты растений.

8. Показанавозможность утилизации лигноуглеводногоостатка методом биоконверсии. Установленовлияние воздействия ферментативногокомплекса грибов рода Trichoderma налигноуглеводный комплекс вегетативнойчасти тополя. В зависимости от назначенияпрепаратов продолжительностькультиви-рования можно варьировать: дляполучения биопрепарата типа «Триходермин»сельскохозяйственного назначения до 15-тисуток, более –для гумификации почвы. Включение кубовойжидкости на стадии увлажнения субстратапозволя-ет получить биопрепарат с болеевысоким титром спор (5,1109КОЕ/г), дает возможностьзамкнуть цикл водопотребления и сделатьтехнологию переработки вегетативной частитополя безотходной.

9. Впервые полученСО2-экстракт извегетативной части тополя. Установлено,что экстрагент обладает селективностью поотношению к углеводородам, сложным эфирами спиртам и извлекает из сырья до 13 %эфирных масел и 4 % веществ, извлекаемыхэтанолом.

10. Разработанатехнологическая схема комплекснойпереработки вегета-тивной части тополя,предусматривающая прижизненноеиспользование топо-ля. Получены опытныепартии продукции и проведено их испытание.Разрабо-тана нормативная документация.Исходные данные для проектированияпроиз-водства по переработке вегетативнойчасти тополя бальзамического с получе-ниемэфирных масел, спиртового экстракта,восков и биорпрепарата переданы в ОАО«Лесосибирский канифольно-экстракционныйзавод». Рентабельность производства 20%, срококупаемости -1,8 г.

Основное содержаниедиссертации опубликовано в работах:

1 Исаева, Е.В.Содержание арахидоновой кислоты в почкахPopulusbalsa-mifera в ходегодового цикла / Е.В. Исаева, Э.Д. Левин //Химия природных соединений. – 1987. – № 4.– С.513-516.

2Исаева, Е.В.Исследование эфирных маселPopulus balzamifera /Е.В. Исаева, Т.М Подольская //Леснойжурнал. – 1997.– № 4. –С.58-62.

3 Исаева, Е.В.Биоконверсия твердого остаткавегетативной части тополя и топинамбура /Е.В. Исаева, Т.В. Рязанова,Н.А. Чупрова //Химия растительногосырья.– 2002. – №2. – С.149-150.

4 Исаева,Е.В. Влияние некоторыхфакторов на выход и состав легколету-чихкомпонентов почек тополя / Е.В. Исаева // Изв.ВУЗов. Химия и химичес-кая технология.– 2005. – Т.48, вып.8. – С.124-127.

5 Исаева,Е.В. Групповойсостав углеводов почек тополя // Е.В. Исаева,Т.В. Рязанова / Химия растительного сырья.– 2006. – № 1. – С.33-36.

6 Исаева, Е.В. К вопросу окомплексном использовании вегетативнойчасти тополя / Е.В. Исаева, Т.М. Бурдейная, Г.АРейсер.// Изв. ВУЗов. Химия и химическаятехнология. –2007.-Т.50, вып. 6. –С.53-56.

7 Исаева,Е.В. СО2–экстракция вегетативной частитополя бальзамического / Е.В. Исаева, Г.А.Ложкина, Т.В. Рязанова // Вестник КрасГАУ.– 2006. – № 13. – С. 173-178.

8 Исаева, Е.В. Ферментациявегетативной части тополя грибами родаTrichoderma / Е.В.Исаева, Г.А. Ложкина, Т.В. Рязанова //Вестник КрасГАУ.-2006. – № 16. – С. 219-222.

9 Исаева, Е.В. Влияниеразличных факторов на процесс экстракциипочек тополя бальзамического / Е.В. Исаева,Г.А. Ложкина, Т.В. Рязанова // Химиярастительного сырья. – 2007. – № 2. – С.51-54.

10 Исаева, Е.В. Хромато-масс-спектрометрическоеисследование летучих компонентоввегетативной части тополя бальзамического/ Е.В. Исаева [и др.] // Химия растительногосырья. – 2008.– № 1.– С.63-66.

11 Исаева, Е.В. Биологическаяактивность экстрактов и эфирных маселпочек тополя бальзамическогоКрасноярского края / Е.В. Исаева [и др.] //Химия растительного сырья. – 2008. – № 1. – С.67-72.

12 Исаева, Е.В. Флавоноиды почектополя бальзамического (Populusbalzamifera L.), произрастающего вКрасноярске. Ч.1. Флавоноидыэтилацетат-ного экстракта почек тополябальзамического / Е.В. Исаева [и др.] // Химиярастительного сырья. – 2008. – № 2. – С.47-53.

13 Isaeva, E.V. Arachidonic acid and prostaglandin in buds of Populus balzamifera / E.V. Isaeva, E.D. Levin, V.E. Cherepanova// Phytochemistry. – 1990. – V.29. – N7. – P. 2325-2326.

14 Патент № 2322501 Российская ФедерацияС12Р 1/02,С11В, 1/10,С11С 1/00,С09F 1/00. Способ комплексной переработкивегетативной части тополя бальзамического/ Г.А. Ложкина, Исаева Е.В.– Заявка32006124142, приоритет от 5.07.06. Опубл. 20.04.08. Бюл. №11.

15 Исаева, Е.В. Химиядревесины: учеб. пособие с грифом УМО / Т.В.Ря-занова, Н.А. Чупрова, Е.В. Исаева. – Красноярск:КГТА,1996. –358 с.

16 Исаева, Е.В.Утилизация твердого остатка вегетативнойчасти тополя / Е.В. Исаева, Н.А. Чупрова, Т.В.Рязанова // Вестник СибГТУ. – 2001. – №1.- С.111– 115.

17 Исаева, Е.В. Гликолипиды почектополя / Е.В. Исаева, С.Г. Волошина // ВестникСибГТУ. – 2001.– №2. – С.124-127.

18 Исаева, Е.В.Вегетативная часть тополя как сырье дляполучения биоло-гически активныхвеществ / Е.В.Исаева, Т.М. Бурдейная // Вестник СибГТУ.– 2002.– №2. – С.37-40.

19 А.с.1363749 (СССР) МКИ С07с57/02 Способ выделения природнойарахидоновой кислоты /Э.Д. Левин, Е.В.Исаева. – №3982293. Заявл. 2.12.85. Приоритет 2.12.85.

20 Исаева, Е.В. Простагландины икислоты-предшественники в почках тополябальзамического / Исаева Е.В., Э.Д. Левин, В.Э.Черепанова // Произ-водствокормовых и биологически активныхпродуктов из отходов низкокачественногодревесного сырья: сб. науч. тр. всесоюз.науч.-техн. совещ.- Красноярск,1990. –С.93-97.

21 Исаева, Е.В. Групповойсостав фосфолипидов почек тополябальзами-ческого / Е.В. Исаева // Исследования в области химиидревесины: 6-я межрес-публ.школа-семинар. – Рига,1991. – С.63.

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»