автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов

кандидата технических наук
Антонов, Виктор Николаевич
город
Красноярск
год
2005
специальность ВАК РФ
05.21.03
цена
450 рублей
Диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева на тему «Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов»

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов"

На правах рукописи

Антонов Виктор Николаевич

Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Красноярском государственном гсфново-экономическом институте на кафедре «Товароведения непродовольственных товаров», г. Красноярск

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор

Степень Роберт Александрович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

кандидат технических наук, доцент

Ведущая организация: Красноярский государственный

Тарабанько Валерий Евгеньевич Крылова Оксана Константиновна

университет

Защита состоится » С^н^&^В 2005 г в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.253.01 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, проспект Мира, 82.

Тел./факс (3912) 66-03-90

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать ученому секретарю диссертационного совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного технологического университета.

Автореферат разослан __ 2005 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук, доцент

Исаева Б В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований Эфирные масла являются важными составляющими многих пищевых, парфюмерно-косметических лекарственных и других продуктов, выполняющих роль аромат и ¡.порчь и активаторов процессов жизнедеятельности Мировой уровень их производства значительно отстает от потребности Это существенно ощущается в России, где для полноценного развития таких произволе! в масла вынуждены закупать за рубежом или заменять на синтешчо.кие препараты, что сокращает ассортимент и снижает качество

Серьезный дефицит наша страна испытывает в цитрусовых эфирных маслах и прежде всего в лимонном, вырабатываемом с гранам и-и м пор! ерам и в ограниченном объеме Одновременно Россия принадлежит к крупным экспортерам цитрусовых фруктов, кожура которых богата эфирными маслами В настоящее время, как правило, полезно используется тишь мякоть, а кожура и некондиционные плоды рассматриваются как отхолы от которых необходимо избавиться Их переработка с получением эфирною масла будет способствовать снижению импортной зависимости ряла отраслей, повышению конкурентоспособности товаров и частичном \ избавлению от бытовых отходов

Эффективным вариантом решения может служить у шли за ни и цитрусовых отходов на предприятиях, использующих свежий шпрчховый сок Остающиеся выжимы могут перерабатываться на эфирное масло и цитрусовую массу В частности, организация такою произвотс1ва на

000 "Антоноб двор" (Томск) позволяет полностью использовав скапливающиеся здесь как отходы выжимы после удаления из плодов лимонного сока Отгоняемое из них масло может служить аромапиатором продукции, остаток после гидродистилляционной отгонки - наполни (е ¡ем в кондитерском производстве Реализация этой технологии благоприятна тля экономики производства Ее внедрению, прежде всего замене пимонноп эссенции эфирным маслом способствует и предпочтение, оказываемое потребителями продуктам, вырабатываемым на основе »авральных душистых веществ

Цель работы - создание технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически активных и жерютических продуктов

При достижении цели решались задачи:

1 Анализ динамики, выхода и изменчивости состава эфирного масла, выделяемого из выжимов лимонов, определение ею физико-химических и потребительских свойств

2 Оценка влияния технологических факторов на выход и состав эфирною масла с реализацией оптимального режима, обеспечивающею максимальным

выход продукта нужного качества.

3. Использование образующихся при отгонке лимонного масла жидких и твердых отходов с учетом наличия в их составе энер1етических и биологически активных продуктов.

4. Разработка технологической схемы и регламента утилтшции выжимоп с минимизацией числа операций при получении качественного эфирною мпе и и других товарных продуктов.

5. Определение основных экономических показателей получения эфирного масла и цитрусовой массы и разработка бизнес-плана малого произволеIвп

Научная новизна:

- обоснована организация малого предприятия по переработке обрамошихсп в небольших объемах выжимов лимонов с получением биологически ценной продукции по технологии, исключающей попадание в нее потенциальных токсических веществ;

- установлены закономерности выделения, состава и свойав лимоинон> эфирного масла и изучено влияние на них основных техно.кч ических факторов;

- показано, что наиболее эффективным способом, обеспечивающим максимальный выход пищевого качественного масла, является кислошо-пероксидная обработка сырья. Найдены оптимальный состав рабочею раствора и условия процесса;

- разработана технологическая схема и режим переработки выжимог, с отгонкой эфирного масла и утилизацией образующихся отходов Сменены экономические показатели производства.

Практическое значение и реализация результатов исследований Результаты исследований служат основой для оргашшшш мелкомасштабного производства из образующихся в качестве отходов выжимов лимонов эфирного масла и цитрусовой массы, являющихся ингредиентами кондитерских изделий. Их получение служит свершающим процессом переработки биомассы лимонов, единственным используемым продуктом которой был лишь сок. Помимо утилизации отходов внедрение позволяет заменить применяемую синтетическую эссенцию натуральным эфирным маслом и расширить ассортимент вырабатываемой продукции На полученное гидродистилляционное эфирное масло разработаны, согласованы с органами Госстандарта и утверждены технические условия В настоящее время с использованием в качестве ароматизатора разработаны и npoiu.ni апробацию 4 наименования кондитерских изделий.

Автор защищает:

Разработанную технологию переработки выжимов лимонов, основанную на кислотно-пероксидной обработке сырья и гидродистилляцнонной отюнке эфирного масла с получением биологически ценных продуктов, потребляемых для пищевых целей.

Апробация работы

Основные результаты диссертации были доложены на Vf. VII и VIII межрегиональных научно-методических конференциях "Непрерывное экологическое образование и экологические вопросы Красноярского края" (Красноярск, 2001,2002,2003). Всероссийской научни-пракгичсгипн конференции "Непрерывное экологическое образование и эколог нчс-сык проблемы" (Красноярск, 2004). Международном семинаре но растительные ресурсам (Хабаровск,2001, 2004), V Международной конференции сгхлсикч; и молодых ученых "Экологическая безопасность и устойчивое развита4 (Москва,2001), II научно-практической конференции "Сосиннже. ,< перспективы развития нетрадиционных садовых культур" (Мичуринск *' >< i Л \ городских совещаниях товаропроизводителей (Томск.2003.2004) ярмарках-выставках (Томск, 2002,2003,2004, Красноярск, 2004)

Публикации

По результатам исследований опубликовано 10 работ

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, обсуждения результатов, выводов и приложения Содержание работы изложено на 104 страницах тс кем. содержит 38 таблиц и 13 рисунков. Список использованной лигерлуры включает 154 наименования.

Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам кафедры товароведение . непродовольственных товаров Красноярскою государственного торгово-экономического института и особенно заведующей кафедрой профессору В.Н Паршиковой за постоянный интерес и помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов

1 Состояние и возможности утилизации цитрусовых плодов

Цитрусовые эфирные масла, в том числе лимонное, благо паря приятному аромату и высокой биологической активности эффектные используются в пищевой, ликероводочной и других отраслях Для »той цели обычно применяют масла, выделенные холодным прессованием В свят с низким выходом (0,4-0,9 %) и создавшимся положением их прошколстио существенно отстает от потребностей В КГТЭИ проведены исследования показавшие обоснованность включение цитрусовых эфирных m.uvi полученных гидродистилляцией из кожуры и некондиционных плодов, к состав парфюмерно-косметических изделий, товаров бытовой химии, при оздоровлении атмосферы помещений. Для сокращения продолжит с.п.ноош отгонки (60-70 ч) сырье подвергалось предварительной ана»ро(чюи обработке, применение которой полностью не исключает появление в м;н к* летучих метаболитов микроорганизмов Для кондитерских продуктов при

выработке которых используется кондиционные плоды, необходимы дрмне методы интенсификации выделения цигр\совых эфирных масел Лпали, литературных сведений позволил оценить состояние проблемы и детализировать направление исследований

2 Объекты и методы исследования

Объектом исследования служили выжимы лимонов, оааюшлеся п<ч ic выделения лимонного сока при прессовании плодов Их иолута.ти из закупаемых в течение всего года зрелых тонкокорых тимонмв классифицируемых как обыкновенные Эфирное масло откшячи гидродистилляционным способом при атмосферном давлении - в аппаратах Клевенджера и в стеклянных лабораторных установках, при повышенном - в металлической крупнолабораторной установке Динамик) его выделения изучали методом дробной отгонки - путем измерения объема масла is фиксированные промежутки времени с нормированием по максималыючн выходу Выделение эфирного масла интенсифицировали путем итчьчения сырья, повышения температуры отгонки и введением в систем \ катализаторов Опыты проводили с частицами выжимов разных ра¡моров р интервале температур 98-130 °С без и с добавлением в pací вор со тяной кислоты и едкого натра Для кислотно-пероксидной обработки испотыонали смесь соляной кислоты и пероксида водорода Выход эфирною масла определяли волюмометрически, состав - методом ГЖХ. идентификацию -хромато-масс-спектроскопически, а также добавлением в образцы и шести\ компонентов Физико-химические показатели масла, кубового конденсат п отработанного сырья анализировали стандартными методами Кроме шт. при исследовании структуры остатка выжимов использовали дериватографический метод, применение которою способствовало пониманию механизма происходящих при оттонкс процессов Их биологический и токсикологический контроль осуществляли по принятым методикам в производственной и специализированной лабораториях Схема исследования сырья и получаемых продуктов приведена на рису икс I

Статистическую обработку результатов, выполняемых на 'Ь °о-жш доверительном уровне, применяли в расчетах, связанных с отгонкой эфирного масла и динамикой его выделения При обработке полеченных данных с целью оптимизации параметров отгонки принята модель полного факторного эксперимента с числом переменных 3 (лабораторные \становыт) и 4 (крупнолабораторная установка)

Плоды лимонов

Вь ли жимы чонов

Влажность

Зо 1ЬН0СТЬ

У поводы

Пскшны

Каротиноиды

Фенолы

Витамины

Гидродистилляция выжимов

Отработанное сырье

Влажность

Зольность

Упеводы

Пектины

Каротиноиды

Фенолы

Витамины

Патогенные

микроорганизмы

С\хой остаток

Углеводы

Пектины

Каротиноиды

Фенолы

Витамины

Патогенные

микроорганизмы

Выход Динамика

Цвет запах. прозрачность

Физико-химические поь 1 шч. 111

Состав

Патогенные

микроорганн шы

Рисунок 1 - Схема исследований и анализа продитов комн. прении переработки плодов лимонов

3 Рациональная переработка лимонов

Целью проводимых исследований является разрабемка техно 101 ии по утилизации отходов, остающихся при отжиме из лимонов сока, орышьашг! практически безотходного производства по переработке этих шпрмокч ^ плодов Для подобного сырья достаточно перспективным ечнглек .1 с утилизация с получением эфирного масла и рациональным иснольюнанием образующихся вторичных отходов В этой связи важно пайги \ с ич.п« обеспечивающие сочетание максимального выхода и хорошею качочг.,! продукта при небольшой продолжительности процесса В нач,! . • исследований изучали динамику и состав эфирного масла в ходе опомки Ь таблице 1 приведены средние результаты серии опытов но его вьгш и'нип> >• выжимов лимонов, пропущенных через решетку с диаметром отверстий 4 мм

Таблица! - Динамика вылечен и я ~>фирп<н о масла

Продолжительность, ч и показатели процесса Результаты серии опытов С р.^ |ы < ЛНЛЧ< ПН* 10 »« Г1 ч

мл I 1 Д01Я и М1 2 до 1я 1 Ч 1 1 ш 1»

01 0 43 ! 0 092 0 50 0 098 0 60 (1 ООО 0'| II

03 0 84 ! 0 180 0 92 I 0 180 1 II 0 178 О

0 5 [ 1 07 10 1 28 0 230 0 275 1 09 1 40 0 227 ^ 0 271 1 38 1 69 '1 22-' 0 ?7~2~ и"1'; 1ч

5 0 ^10 0 1 86] 2,36 | 3 05 ¡~ 0 31>8 ) 2 04 0 508 * 2 0 656 | 3 39 ^ 0 498 1 0 511 , 0 662 0 795 2 40 3 14 4 12 0 3 ><■ 0 М1ч о 6С2 о 3; 0 м Ч 0 060

150 3 72 1 0 804 4 07 4 94 0 800 0 800 1

20,0 27 0 4 26 1 4 60 0 916 1 0 977 471 |_0 920 1 5 69 _ 0 915 0 9! И ) 1 _ > ^ 1 001

30 0 4,66 1 000 < 12 1 1 000 6 22 1 ООО

Выход эфирного масла, г 3% 4 Зь ^ 30 !

Масса выжимов (абс С>Х ) I 128,8 143 4 173 8 1 1

Выход масла % 3 07 3 04 3 0<>

Динамика отгонки эфирного масла, флорентиннои пои! к интенсивность выделения терпеноидов на разных и.пиях графима ■ и представлены на рисунке 2

Видно, что объем отгоняемой воды пропоршюна продолжительности процесса (кривая 2) Вы имение (фирмою ин м характеризуется сложной временной зависимостью (кривая 1) В и гы к процесса кривая резко поднимается вверх что свидепелылвич " гыи^ м' скорости выделения масла Дачее интенсивность его оггонкп смпсл н..'ипо снижается и кривая располагается практически параллельно кривом \ гг кч ич воды Еще значительнее ее наклон в последней грети процесс.!

Нагляднее изменения в 1емгшх выделения эфирного мае !м |п нч > стадиях процесса видны на рисунке 26 Здесь на оси ординат пршч I и, отношения массы масла, отгоняемою в разные периоды к ьч продолжительности, то есть скорости его накопления в конкреншо промежутки времени Для большей наглядности на рмс\нкс в ра.ньч масштабах помимо процесса в целом (кривая 3) представ (сна питии I выделения масла в начале (0,1 1,0 ч) (кривая 1) и в середине и коти <! кривая 2) отюнки Несмотря на близкий характер выделения мае и на и< \ згапах наблюдается перегибы на кривых, начинающихся око к> 0 5 и "'О ч ч г,, указывает на наличие в сырье нескольких источников )фирно! о мае 1а

Их завершение, переход на новое направление происхопп ь перс м случае после 5, во втором - 20 ч Отсюча следует, что продол лип. пни<. 1 отюнки в производственных условиях след) ег ограничить первым и . ни ср>« т

О 5 10 15 20 25 Ю

Продолжительность отгонки, ч

а динамика выделения эфирного масла (I) и отгонки флорен гнппои шли < б - скорость выделения эфирного масла на различных стадиях процесса I начале, 2 - в середине и конце, 3 - кривая выделения эфирного млел.! Рисунок 2 - Отгонка эфирного масла.

Такая изменчивость выхода эфирного маета погично обьясняисч км что в первый период (5 ч) отгоняются терпеноиды нахо гяшиеси ti i поверхности частиц в своботном состоянии При испарении и\ инк и повышается вктад веществ содержащихся в объеме частиц поием пи перемещающихся к поверхности На пос ie тем пане (поете \i i) основными источниками масла остаются компоненты образхюшиеся при распаде сложных терпеноидо1енны\ структур Анализ нахо тччшхе i различное время в реакционной сфере жидких отходов но,в 14 i предполагать что в основном эти комплексы пречетавтены i ihkoumi'h агликонами которых служат монотерпеноидные соединения

Изучение механизма выделения эфирною масла iaei возможной ь конкретизировать методы подготовки сырья и отгонки обеспечивающие максимальный выход продукта и качество образующихся при этом о i хо ки

Выделенное гидродистилляционным путем из выжимов шмоти и эфирное масло по органолептичсским и физико-химическим покшк ни практически одинаково с импортируемыми товарными проектами 1ли ки они и по компонентному составу за исключением того что прессовое мае ю содержит нелетучие соединения

Основу лимонного эфирною масла составтякп монотерпчктне углеводороды (свыше 90 %) и главный из них лимонен на который к м ie ie приходится 78 %, а во фракции 8*> % Из других моно1Српенов зтеч находятся Р-пинен, мирцен и у-терпинен, вклад каждого из Koiopir превышает 3 % от общей суммы Остальные компоненты монокриепон ж фракции в гидродистилляционном эфирном масле содержатся и малом количестве (0 4-0 1 % и меньше) Доля кислородсодержащих (6 I %) среди которых находятся альдегиды, спирты и сложные тфиры и сесквитерпеноидных (2 3 %) соединений в составе незначительна Lpeyt первых превалируют нераль, гераниаль, придающие лимонному мае i приятный специфический аромат и их ацетаты, вторых - р-бгьаоо ien кариофиллен и бергамотен В этих фракциях, соиасно резутьтаглм май хромато-спектроскопического анализа, находится много сое шнении с веч м i низким содержанием

Аромат лимонното эфирного масла обусловливается преимущественно нералем и гераниалем Определенную роль здесь играют лимонен мирцен и линалооп Изучение динамики состава эфирного масла в процессе вп те книч позволяет заключить, что отгоняемое посте 7-10 ч мае ю обешене кислородсодержащими терпеноидами и менее ценно в мчите ароматизатора по сравнению с первыми фракциями

Существенным резервом ускорения выдетения эфирного мае м является измельчение сырья, способствующее его подводу из нерскрьпых вместилищ к их поверхности, откуда оно закм захвлывается вотяным паром Результаты опытов показывают что выход терпенои юв в течешь. ^ i при переходе от крупных (1/4 часть выжимов плота) к метким (отверет > диаметром 4 мм) частицам увеличивается в 14-15 раза при прамичечн неизменном качестве эфирного масла, жидких и твердых отходов

Распад терпсноидных фрагментов с высвобождением компоненте!, эфирного масла, как и интенсивность его выделения, значительно возрж м. i при повышенной температуре реакционной среды Показано что при I "'О ( за 5 ч терпеноидов отгоняется вдвое больше, чем при нормальном давлении В последнем случае такой уровень достигается за 27-10 ч При дальнейшем повышении наблюдается снижение выхода, что связывается с окислением терпеноидов и их включением в смолистые продукты С тньсмоч температуры происходит и сокращение вклада лимонена при 100 ( - -I" 110 °С - 71 2 % 120 °С - 69 2 % и 130 °С - 60 7 %, то есть при 120 С и вы выделяемое масло не соответствует ГОСТу

Ухудшение органолептических показателей и компонентною состава эфирного масла, а также отработанных выжимов лимонов, предпо татаемыч наполнителей тортной массы, несмотря на заметное повышение нычон и интенсивности выделения, может негативно сказаться на качен ье продукции По этой причине его отгонка при повышенной температуре нецелесообразна

Применение кислотных и щелочных катализаторов также способе nuei деструкции (гидролизу) компонентов биомассы выжимов лимонок Экспериментально показано, что их использование повышает иыхо i эфирного масла Введение в рабочий раствор соляной кислоты в зависимое: и от концентрации увеличивает выход в 12-14 раза В случае едкого натра превышение над контролем составляет 12-18 % Однако, в обоих вариантах ухудшается качество масла Если при максимально исиотьзуемон концентрации кислоты (2 %) при неизменяющемся запахе оно несколько мутнеет, то уже при 1 % щелочи становится темнее npnoöpudci несвойственный ему запах и в нем сокращается вклад лимонена и ци траля

Сохранение сильной стороны кислотно-каталитической обработки и снижение влияния недостатков достигается при замене такой опопки предварительным настаиванием с кислотой Le действие усиливается при добавлении к раствору пероксида водорода, который, как и ссияная кие.юы удаляется из среды при длительном нагревании Данные жеперименнж показывают, что максимальное количество масла выделяется при предварительном выдерживании сырья в растворе 0,5 %-го пороке и та водорода и 1 %-ой соляной кислоты Лучшие результаты получены при продолжительности настаивания в течение 4-5 ч (109 %) При чциненнп срока обработки на 2 ч выход снижается на 5-6- % отн , чю можно обьясшпь происходящими в кислой среде превращениями терпеноидов

Органолептические и физико-химические показатели и компонентнын состав полученного масла не отличаются от контротя Гн микробиологические показатели (МАФАнМ, Staph aureus, Р aeruginosa, есч Enterobactenaceae, дрожжи, плесневые грибы) ниже нормы а бактерицидность выше по сравнению с апельсиновым и грейпфру ювым маслами Его качество регламентировано разработанными нами и утвержденными органами Госстандарта техническими условиями (! v Ohl 001-05152660-04 Масло лимонное гидродистилляционнос)

Сравнение полученных данных с результатами инипиировашп выделения другими способами свидетельствует, что такая обработка по своей эффективности близка лишь к температурному воздействию, заменю ухудшающему качество продукции.

Важнейшей задачей технологического процесса является реализап.ич режимов, обеспечивающих выработку максимальною количеств высококачественного продукта. В качестве оптичизир\емого парнчичра случае лабораторной отгонки взят выход эфирного масла. изменяемых показателей - продолжительности отгонки (\|). степени изметьчепия <\.) и продолжительности обработки (хО.

При обработке данных методом ЕХСШ. с использованием модели полнофакгорного эксперимента с тремя переменными найдено уравнение регрессии.

Проверка основных параметров по критерию Фишера указывает на н\ адекватность. Как видно из уравнения, наибольшее влияние оказывай продолжительность обработки, минимальное - измельчение выжимов

При использовании крупнолабораторной установки в качение критериев оптимизации выбраны выход эфирного масла и содержание в нем лимонена, которым в значительной мере определяется ею качество При проведении исследований изучали влияние на их величину чешреч технологических факторов: размера частиц (Х|), темпера1уры реакционной среды (хт), продолжительности отгонки (х^) и предварительной обраГкики (хД При решении задачи использован план полнофакюрного жеперимени 24. Интервалы варьирования параметров определяли по результатам опытов При математической обработке результатов анализа для выхода масла (\ ) и содержания в нем лимонена (уг) получены следующие линейные уравнения

На выход масла наибольшее влияние, как и в лабораторном варианте оказывает продолжительность обработки Вдвое меньше коэффициент \ параметра, характеризующего длительность отгонки В связи с недостаточно ясным характером воздействия температуры отгонки и большом значимостью кислотно-пероксидной обработки на выход масла для пих параметров проведен ортогональный центральный композиционный эксперимент для описания поверхности функции отклика в окрестности экстремального значения уь Полином, полученный при обработке данных в пакете 51аИ8Йса 6 0, представлен уравнением:

у/ 0,4616x2 0,2928 х4 0,0029 х2х4 0,002 х/' 23.6191 (41

у = О.Обх, + 0.009x2 + 0.26х, + 1 47

(I)

У, = -0.028 Х| - 0.01x2 - О.ОЗхз О.Обх., < 4.29 У2 = -0.18х, - 0.6x2 - 0.2х, + 0.025x4 + 142 6

(21 (3)

температуры и продолжительности пероксидной обработки

Его трехмерное графическое представление, найденное использованием программы Surfer 7 0, приведено на рис>нке 1

Наибольшее отрицательное воздействие на качество лимонник-эфирного масла оказывает высокая темпера!ура процесса Существенное негативное влияние имеет и значительная продолжительность опонки По воздействию на него, судя по значению коэффициента, приближаете ч и степень измельчения выжимов Влияние обработки сырья на вклад „шишки i в данном случае менее значимо

Анализ массива данных, полученных в опытах по оптимизации оп онкп эфирного масла, свидетельствует, что максимальный выход маета н содержания в нем лимонена на пилотной установке варьир\ет в интервале 1-5 ч При использовании аппаратов Клевенджера, в ко юры \ отгоны мае п осуществляется при атмосферном давлении, оптима1ьной являекя семичасовой процесс Обработка сырья в обоих случаях соаавляет 1-5 ч

Значение коэффициентов при Х| указывает на существенную свян. между измельчением сырья и критериями оптимизации, однако их ве тмина при максимумах колеблется от I до 5 мм Отсюда след\е: чю ь производственных условиях достаточно, чтобы их размеры не выхочи.ш и этих пределов Очевидно также, чю повышение температуры процесса ю 120 °С ведет к снижению качества масла Это указывает на наличие оптимума в интервале 110-115 °С Суммируя данные исследовании заключаем, что оптимальными параметрами отгонки эфирною масла п;

выжимов лимонов следует считать размер частиц - 1-5 мм гечперат\р\ отгонки -110-115 °С, продолжительность обработки и отгонки - по ^ ч

Учитывая, что содержание масла составляет около 3 % а остальная масса выжимов представляет богатые энергетическими и биотогичссш активными веществами отходы, актуален вопрос о необходимости их рационального использования

Выжимы лимонов богаты углеводами Их среднее содержание >> анализируемом сырье составляет около 14 %, большая часть которых являются редуцирующими Достаточно много в них пектиновых соединении (12,1 %), пигментов (0,7 %). зольных веществ (3,9 %) и витаминов С и Р

При отгонке эфирного масла в отработанном остатке за счет перехота в жидкую фазу и частичного разрушения снижается содержание полезных продуктов Вместе с тем, благодаря гидротермической обработке сырья клетчатка и другие полисахаридные компоненты распадаются на более мелкие фрагменты, что улучшает их усвоение Этому же способстим." удаление эфирного масла, угнетающего микрофлору кишечника

Экспериментально установлено, что из выжимов в процессе ононки н кубовый конденсат переходит до 30-40 % углеводов, представиенных преимущественно простыми сахарами В него также переходит свыше 20 находящихся в сырье пектинов Высоким содержанием Сахаров и пектиное, объясняется сильное пенение конденсата Его отличительной особенностью является повышенная концентрация органических кислот прежде вичо лимонной, достигающей 7 % от массы сухого остатка Ьлатодаря ш \г. конденсат может служить специфическим ингредиентом в кондитерском производстве композиций "лимонного" направления Сравнительно мною г> нем каротиноидов (0,7-0,8 %), витаминов и минеральных веществ

Высокой пищевой и биологической ценностью обладает и оставшаяся часть выжимов лимонов Ьго основу составляет углеводный коми пеке г состав которого входит (в пересчете на сухую массу) клетчатка - ^2 "" растворимые сахара - 10-12 %, пектины - 6-7 % Сравнительно много там полифенольных веществ (1,4-1.7 %), каротиноидов (0.2 %). минеральных веществ (4,1 %), витаминов С и Р

На практике нередко экономически оправдано совместное использование твердых и жидких отходов Учитывая реальн\ ю возможное тт. переработки в производственных условиях такого сырья, определено содержание основных компонентов суммарных отходов, образующихся при отгонке лимонного эфирного масла (таблица 2)

Полученные данные свидетельствуют о высокой потребительском ценности отходов и указывают на эффективность их включения в композиции кондитерских и других пищевых изделий В зависимости ит продукции, подготовку конденсата и остатка перед их введением в мзсс\ можно осуществлять как раздельно, так и вместе

Изучение динамики, состава, режима выделения эфирного масла и содержания компонентов в отходах позволило разработать тс\нолотическ\ю схему переработки лимонов с получением сока, эфирного масча и

цитрусовой массы (рисунок 4)

Таблица 2 - Содержание основных компонентов суммарных отходов переработки выжимов лимонов (на абс.су х> ю масо)

Компонент Содержание Компонен! ( «держание 08

Кле тчатка, % 23.1 Органические кислоты. %

С ахара. % Витамины

общие 15.4 аскорбиновая кислота. \«"< 85

редуцирующие 12,5 рутин,% 0 9

Пектины, °о 10,8 Протеины, % __ 0 8 "Г '9 1

Каротиноиды, % 0,3 Зольность. %

Фенолы, % 0,9

Плоды лимонов массой 2,0-2,5 кг обмывают водой, протираю! и ручным прессом 1 из них выжимают сок, коюрый после фильтрации переносится в сборник сока 2 отделения подготовки сырья Отжатые плоды измельчают на решетке шнекового аппарата 3 и пометают в реактор 4, в котором осуществляется кислотно-пероксидная обработка Емкости с соляной кислотой и пероксидом водорода до употребления храня 101 в затемненном месте Их рассчитанные по перерабатываемой массе сырья объемы измеряются цилиндром и при перемешивании переносятся в смесшель 5, в который предварительно заливается найденное ко.жчсчлво воды Полученный раствор из смесителя переносится в реактор 4 и вмсае с выжимами выдерживается в течение 5 ч По окончании обработки включается нагреватель 6 мощностью 2 кВт В комплекс реактора помимо натревателя входят флорентина 7, служащая для постоянною отбора отгоняемого масла, сборник для его временного хранения 8 и сиаема конденсации-охлаждения паромасляной смеси 9 Соляная кислота в процессе отгонки частично улетучивается в атмосферу и переходит во флорентишню воду Масло или ею основная часть перемещается в бисквижое оисленис, где вводится в композиции Его остальное количество в зависимое!и от спроса может применяться в качестве пищевого ароматизатора и отдушки Оставшиеся после термообработки сырья твердые и жидкие отходы могут использоваться по двум направлениям По первому варианту они полностью переводятся в гомогенизатор 10, превращаются в однородную смесь и отправляются в бисквитное отделение При втором варианте отработанная масса на фильтре 11 разделяется на фильтрат и 1вердыи остаток 11 конденсата на нагревателе 12 вода испаряется до содержания сухих веществ 40-42 % Отгонка осуществляется под вытяжкой, благодаря которой улетучивающееся с паром эфирное масло улавливается находящимися в системе адсорбентами Концентрат и твердый остаток в усредни 1еле-стабилизаторе 13 перемешивается, смесь стабилизируйся лимонным эфирным маслом и превращается в цитрусовую массу Помимо собственною производства она может служить как наполнитель в кондитерских изделиях и конфетах

1 - пресс, 2 - приемник лимонного сока, 3 - измельчи-тель, 4 - реактор ^ смеете рабочего раствора, 6 - нагреватель, 7 - флорентина. 8 - сборник эфирного м.к м 9 - конденсатор-холодильник, 10 - гомогенезатор, 11 - фнльгр 12 - смеси и- и 13 - усреднитель-стабилизатор, 14 - приемник

Рисунок 4 - Технологическая схема комплексной переработки плодов лимонов

Для отдепения подготовитетьного цеха кондитерского прои;во ил на т получению эфирного лимонного масла и цитрусовои массы как 01 шлык ч, малого предприятия рассчитана калькуляция основного про 1\ кг а (гао пш 1 ; >

1аблица 3 - Калькуляция себестоимости лимонного >фнрн<н о wu ia

JV» Статья расходов Ед 1 Расходы на единицу продукции Расхшы в up i<>' 1

п/п И1М KOJI-BO иена, руб сумма, руб вклад % 1 Ы> 1 во pvn

1 Выжимы 1ИМОНОВ кг 32 81 4 0 262 7 IS 8 440 0

2 Амортизация

шнекового аппарата 22 4 -III [)

\становки «9 6 РИМ

хотодитьника 29 9 JIJI 1

И raro 1 Г 141 9 10 0 1 '1 1

3 Энергозатраты на освсщснис кВт 21 S 14« 31 2 >S8 1 4|7 1

и)мсльчение 37 145 i4 49 6 /1 ')

отгонку 84) 1 45 123 3 13i4 0 16 1 1

ЧОЮДИЧЬНИК 9 5 Г |41 ПХ Р7 > m h

Итого 174 7 122 1604 0

4 Во та ч 42 11 21 г 47 1 з з 16 (1 li

Канатизация м 42 i 88 24 7 1 8 16 - n

6 Основная ирптата руб 447 X ?1 6 i,nl I'

7 Начисления на ¡аработн\ ю тат\ ЕСН IW4

на тог на травчати ¡ч 1 3 Г 0

Итого 160 7 113 1 11M i

8 Производственные _расчоды р\'б 1

псроксид водорода Oí ЮО 24) 7 0 II)

со »шая кислота 1 1 40 0 60 0 81 4 II

Итого 0 I 6 0 II 1 1

9 Прочие расходы рчб 37 3 2 6 ••t) о 1)

Производственная себестоимость pVD ISbO 9 97 4 1^00 1

10 Коммерческие расчоды р\б 373 2 6 Uli II

Итого I400IIII

По шая себестоимость 1418 ^ 100 0 14180

Согласно калькуляции стоимость полученного протукта 1418 ^ p\f> ki что в 1,8 раза дешевле лимонного масла сицилийского прошво ic i н > (93 долл/кг) При реализации цитр>совой массы юдовая себе< юимос 11 которой оценивается (20,0 руб/кг * 400 0 кг) в 8000 0 р\б себестоимость I i1 лимонного масла сокращается до 821 2 руб Она дополнитетьно у меньшая icn за счет статей, практически на участвующих в формировании его иоимоин (сырье, амортизация и эксплуатация холодипьника во та н канпищцм коммерческие расходы), суммарно составляющих 4115 р\б ki 1акн\> образом себестоимость лимонного эфирного маета в рассмафш>аечи\

вариантах снижается более чем в 3 (с 1418,2 до 406,7 руб кг), а по сравнении' с импортным в 6 (с 2600 до 406,7 руб./кг) раз При расчетной экономии, полученной от замены приобретаемого масла маслом собственною производства (2193,3 руб./кг), и принятой 20 %-ой надбавке на реализацию цитрусовой массы (4,0 руб./кг) прибыль составляет на первый из про ту кто ь 29390,0 руб , на второй - 1600,0 руб. и за всю продукцию, вырабатываемую в течение года, 30990,0 руб. Соотношение прибыли и размера инвесшжн показывает, что срок окупаемости производства составляет 7.4 мес

Несмотря на сравнительно высокую стоимость продуктов. и\ включение в качестве ароматизатора и наполнителя тортной массы не приведет к заметному удорожанию продукции. Проведенные расчеты показывают, что повышение стоимости пирожных и торгов возрастет на 30-60 коп, то есть не более чем на 0,2-0,3 %. Вместе с тем замена синтетических добавок натуральными продуктами серьезно повышает привлекательность, безопасность и, в конечном счете, конкурентоспособность продукции.

Выводы

1. Изучен компонентный сосгав выжимов лимонов и показана возможность получения на их основе высококачественного пищевою гидродистилляционного эфирного масла, с выходом в 4-5 раз превышающим его величину в традиционном прессовом производстве, и наполни тля для кондитерских изделий.

2. Выявлено влияние основных технологических факторов на выход, состав и потребительские свойства лимонного эфирного масла и найдены условия, обеспечивающие его максимальный выход (3.1 % от абс. сухой массы) без ухудшения качества этого продукта и оставшихся после гидротермической переработки отходов.

3. Показано, что определяющую роль в повышении выхода и качества эфирного масла для пищевых целей при получении из выжимов -шмонов играет предварительная обработка сырья в водном растворе пероксида водорода и соляной кислоты. Его оптимальными условиями являются пропускание выжимов через решетку с отверстиями диаметром 4 мм и 5 часовая обработка. Продолжительность отгонки при 110-115 °С составляет 5 ч Найдены регрессионные уравнения процессов выделения масла и содержания в нем лимонена.

4. Исследован компонентный состав образовавшихся при отгонке масла отходов и показано высокое содержание в кубовом конденсате и отработанной массе биологически активных и энергетических соединений Результаты анализов свидетельствуют об эффективности их использования в качестве ингредиентов наполнителей и для других целей Предложены варианты их рационального применения.

5. Обоснована и с использованием пилотной установки в ООО "Антонов двор" реализована технологическая схема комплексной

переработки лимонов с получением сока, эфирного масла и ингрешени т и наполнителя бисквитной массы Разработаны со1ласованы ( opi аначм Госстандарта и утверждены технические условия на гидрочистип 1яционное лимонное эфирное масло

6 Разработан бизнес-план производства по перераскнке выжимов лимонов с получением эфирного масла и ингредиента шя и,точите> i рассчитан экономический эффект при его внедрении в ООО "Актоиор чвп|>' Себестоимость продукции "лимонного" направления эфирною mich 406,7 руб /кг, цитрусовой массы 20,0 руб/кг, срок окупаемости 7 I мес Их включение в композиции бисквитов и тортов увеличивает ич стоимость не более чем на 0,2-0,3 %

Основные положения диссертации изложены в работ:

1 Антонов, ВН Эфирное масло из кожуры лимонов В И Ahiohob ВН Паршикова, РА Степень // Непрерывное эколо!ическое образование и экологические проблемы Красноярскою края С ó ч.п peí иональной научн -практ конф - Красноярск Сиб1 IУ 2001 - С 79-М)

2 Антонов, В Fi Малообъемное производство лимоиною >фирною масла/ВН Антонов, В Н Паршикова, Р А Степень / Непрсрыышс экологическое образование и экологические проблемы Красноярскою края Сб маг региональной научн-практ конф - Красноярск СибГТУ,2001 -С 96-98

3 Антонов, ВН Лимонное эфирное масло как npoivKi перерасччки цитрусовых отходов / В Н Антонов, В Н Паршикова Р А С гепень Лесные биологически активные ресурсы Сб Mai международ конф -Хабаровск ДальНИИЛХ, 2001 - С 153-157

4 Осмоловская, НА Микробиологическое исследование oí ходов цитрусовых / НА Осмоловская, ВН Ан гонов // Эко югическ^я безопасность и устойчивое развитие Сб докл V между народ конф студентов и мол ученых - М МГУ, 2001 Т 1 — С 132-1 vi

5 Антонов, В Н Утилизация отходов цитрусовых плодов / В Н Антонов, ЮА Ягодинская, ВН Паршикова " Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы Красноярского края Сб мат региональной научн -практ конф - Красноярск СибГТУ, 2002 -С 100-101

6 Антонов, В Н Малоотходная технологическая схема комплексной переработки отходов цитрусовых / В Н Антонов, В Н Паршикова РА Степень // Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы Красноярского края Сб Mai решоналыюи научн-практ конф - Красноярск СибГТУ, 2003 - С 275-276

7 Антонов, В Н Рациональная переработка отходов лимона В Н Антонов, ВН Паршикова, РА Степень // Состояние и перспективы развития нетрадиционных садовых культур Сб мат между нароч научн -практ конф - Мичуринск, 2003 - С 350-353

8. Антонов, В.Н Комплексное использование биомассы плод.цитрусовых / В.Н. Антонов, В.Н. Паршиков&РА. Степень // Экономика, психология, бизнес- Красноярск: КГТЭИ, 2004.- №3.- с. 75-82

9. Анонов, В.Н Переработка отходов цитрусовых для получения эфирных масел / В.Н. Антонов. Н.А. Осмоловская, В.Н. Паршикова, Р.А. Степень

// Непрерывное экологическое образование и экологичес5ие проблемы: Сб. статей Всерос. научн. - практ. конф.- Красноярск: СибГТУ, 2004.- с. 233-236.

10. Ачгонов, В.Н. Переработка и потребление плодов лимонов

/ В.Н. Антонов, В.Н. Паршикова, РА. Степень // Лесные биологически активные ресурсы: Сб. мат. 11 между народ, конф.- Хабаровск: ДальНИИЛХ, 2004.- с. 224-226.

Подписано в печать 11.03.05 Заказ № 1154. Формат 60х 84 /16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Изд.№87

Редакционно- издательский центр СибГТУ 660049, Красноярск, пр. Мира, 82

04 17- С'Li I

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Антонов, Виктор Николаевич

Введение

1 Состояние и возможности утилизации отходов плодов с получением эфирного масла

1.1 Эфиромасличное сырье как источник получения эфирного масла

1.1.1 Характеристика эфиромасличного сырья

1.1.2 Выделение эфирного масла

1.2 Характеристика, методы исследования и практическое использование эфирных масел

1.2.1 Свойства и состав эфирных масел

1.2.2 Методы анализа

1.2.3 Тенденция развития производства и потребления эфирных масел

1.3 Цитрусовые эфирные масла

1.3.1 Сырье и способы получения

1.3.2 Методы исследования, состав и применение

1.3.3 Утилизация отходов плодов цитрусовых

1.3.4 Переработка отходов лимонов 33 Программа исследований

2 Объекты и методы исследования

2.1 Характеристика объекта исследования

2.2 Выделение эфирного масла и пути повышения его выхода

2.3 Методы анализа эфирного масла

2.4 Методы анализа вторичных отходов

2.5 Статистическая обработка результатов исследования

3 Рациональная переработка лимонов

3.1 Динамика выделения эфирного масла

3.2 Физико-химические свойства и компонентный состав эфирного масла

3.3 Механизм выделения эфирного масла

3.4 Влияние технологических факторов на выделение эфирного масла и пути его интенсификации

3.4.1 Измельчение выжимов лимонов

3.4.2 Влияние температурного воздействия

3.4.3 Интенсификация выделения эфирного масла химическими и микробиологическими методами

3.4.4 Оптимизация выделения эфирного масла

3.5 Схема комплексной переработки выжимов лимонов

3.5.1 Характеристика кубового конденсата и отработанного ^ остатка

3.5.2 Схема комплексной переработки плодов лимонов

3.5.3 Экономическая оценка производства 96 Выводы 103 Литература 105 Приложения

Введение 2005 год, диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, Антонов, Виктор Николаевич

Актуальность. Одним из важных ингредиентов многих пищевых, парфюмерно-косметических и некоторых других товаров, выполняющих роль ароматизаторов и частично стабилизаторов, служат эфирные масла. В настоящее время мировой уровень их производства существенно отстает от потребности [1,2]. Еще хуже состояние с обеспечением этой продукцией в России, что объясняется в основном географическим расположением страны, ограничением площадей, пригодных для выращивания эфироносов. Большинство из них требует для своего произрастания благоприятных природно-климатических условий, высоких средних температур и богатых гумусом почв, которыми характеризуются субтропические регионы. Россия такими ресурсами располагает в незначительной мере.

Следствием ограниченности объемов сырья является и слабая разработка технологий по выделению и кондиционированию находящегося в нем эфирного масла. По этой причине Россия для полноценного развития таких производств вынуждена закупать масла за рубежом или заменять на синтетические препараты, что сокращает ассортимент, снижает качество и конкурентоспособность вырабатываемой с их участием продукции.

В большой степени наша страна испытывает дефицит в цитрусовых эфирных маслах, которые являются важными ингредиентами многих товарных продуктов. Вместе с тем Россия принадлежит к крупным потребителям этих фруктов, кожура которых богата эфирными маслами. В настоящее время, как правило, полезно используются лишь сами фрукты, а некондиционные плоды и кожура рассматриваются как отходы, от которых необходимо избавиться. Для снижения дефицита представляется целесообразным их переработка с получением эфирного масла. Организация комплексной переработки всей биомассы цитрусовых плодов поможет снизить импортную зависимость для ряда отраслей, повысить конкурентоспособность товаров и освободиться от части бытовых отходов.

Эффективным вариантом рассматриваемой технологии может служить переработка цитрусовых отходов на предприятиях, использующих в своей продукции свежий цитрусовый сок.

Оставшиеся при этом выжимы могут служить сырьем для получения эфирного масла. Утилизация кондиционного свежего остатка обеспечит выработку высококачественного продукта. Внедрение такой технологии может быть реализовано, в частности, в цехе по приготовлению тортов, потребляющим лимонный сок в качестве ингредиента некоторых видов продукции. Выделяемое при утилизации остатка эфирное масло может служить ароматизатором, а отработанная масса - наполнителем тортов. Организация такой технологии позволяет реализовать комплексную переработку всей биомассы лимонов и снизить себестоимость выпускаемой продукции. Ее внедрению, в частности, замене лимонной эссенции эфирным маслом способствует и предпочтение, оказываемое потребителями продуктов, вырабатываемых на основе натуральных душистых веществ. Обоснованию и разработке такой технологии посвящена настоящая работа.

Цель работы - создание технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически активных и энергетических продуктов.

При достижении цели решались задачи:

1. Анализ динамики, выхода и изменчивости состава эфирного масла, выделяемого из выжимов лимонов, определение его физико-химических и потребительских свойств.

2. Оценка влияния технологических факторов на выход и состав эфирного масла с реализацией оптимального режима, обеспечивающего максимальный выход продукта нужного качества.

3. Использование образующихся при отгонке лимонного масла жидких и твердых отходов с учетом наличия в их составе энергетических и биологически активных продуктов.

4. Разработка технологической схемы и регламента утилизации выжимов с минимизацией числа операций при получении качественного эфирного масла и других товарных продуктов.

5. Определение основных экономических показателей получения эфирного масла и цитрусовой массы и разработка бизнес-плана малого производства.

Научная новизна:

- обоснована возможность организации малого предприятия по переработке образующихся в малых объемах выжимов лимонов с получением биологически ценной продукции, по технологии исключающей попадание в нее потенциальных токсических веществ;

- установлены закономерности выделения, состава и свойств лимонного эфирного масла и изучено влияние на них основных технологических факторов; показано, что наиболее эффективным способом, обеспечивающим максимальный выход пищевого качественного масла, является кислотно-пероксидная обработка сырья. Найдены оптимальный состав рабочего раствора и условия процесса;

- разработана технологическая схема и режим переработки выжимов, с отгонкой эфирного масла и утилизацией образующихся отходов. Оценены экономические показатели производства.

Практическое значение и реализация результатов исследований

Результаты исследований служат основой для организации мелкомасштабного производства из образующихся в качестве отходов выжимов лимонов эфирного масла и цитрусовой массы, являющихся ингредиентами кондитерских изделий. Их получение служит завершающим процессом переработки биомассы лимонов, единственным используемым продуктом которой был лишь сок. Помимо утилизации отходов внедрение позволяет заменить применяемую синтетическую эссенцию натуральным эфирным маслом и расширить ассортимент вырабатываемой продукции. На полученное гидродистилляционное эфирное масло разработаны, согласованы с органами Госстандарта и утверждены технические условия (ТУ 9151-001-05152660-04). В настоящее время с использованием его в качестве ароматизатора разработаны и прошли апробацию 4 наименования кондитерских изделий.

Автор защищает:

Разработанную технологию переработки выжимов лимонов, основанную на кислотно-пероксидной обработке сырья и гидродистилляционной отгонке эфирного масла с получением биологически ценных продуктов, потребляемых для пищевых целей.

Апробация работы

Основные результаты диссертации были доложены на VI, VII и VIII региональных научно-методических конференциях

Непрерывное экологическое образование и экологические вопросы Красноярского края» (Красноярск, 2001, 2002, 2003), Всероссийской научно-практической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы» (Красноярск, 2004), Международной конференции по растительным ресурсам (Хабаровск, 2001, 2004), V Международной конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность и устойчивое развитие» (Москва,2001), II научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития нетрадиционных садовых культур» (Мичуринск, 2003), городских совещаниях товаропроизводителей (Томск, 2003, 2004), ярмарках-выставках (Томск, 2002, 2003, 2004), Красноярск (2004).

Публикации

По результатам исследований опубликовано 10 работ.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной частей, обсуждения результатов, выводов и приложения. Содержание работы изложено на 104 с машинописного текста, содержит 38 таблиц и 12 рисунков. Список использованной литературы включает 154 наименования.

Заключение диссертация на тему "Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов"

Выводы

1. Изучен компонентный состав выжимов лимонов и показана возможность получения на их основе высококачественного пищевого гидродистилляционного эфирного масла, с выходом в 4-5 раз превышающим его величину в традиционном прессовом производстве, и наполнителя для кондитерских изделий.

2. Выявлено влияние основных технологических факторов на выход, состав и потребительские свойства лимонного эфирного масла и найдены условия, обеспечивающие его максимальный выход (3,1 % от абс. сухой массы) без ухудшения качества этого продукта и оставшихся после гидротермической переработки отходов.

3. Показано, что определяющую роль в повышении выхода и качества эфирного масла для пищевых целей при получении из выжимов лимонов играет предварительная обработка сырья в водном растворе пероксида водорода и соляной кислоты. Его оптимальными условиями являются пропускание выжимов через решетку с отверстиями диаметром 4 мм и 5 часовая обработка. Продолжительность отгонки при 110-115°С составляет 5 ч. Найдены регрессионные уравнения процессов выделения масла и содержания в нем лимонена.

4. Исследован компонентный состав образовавшихся при отгонке масла отходов и показано высокое содержание в кубовом конденсате и отработанной массе биологически активных и энергетических соединений. Результаты анализов свидетельствуют об эффективности их использования в качестве ингредиентов наполнителей и для других целей. Предложены варианты их рационального применения.

5. Обоснована и с использованием пилотной установки в ООО "Антонов двор" реализована технологическая схема комплексной переработки лимонов с получением сока, эфирного масла и ингредиента для наполнителя бисквитной массы. Разработаны, согласованы с органами Госстандарта и утверждены технические условия на гидродистилляционное лимонное эфирное масло.

6. Разработан бизнес-план производства по переработке выжимов лимонов с получением эфирного масла и ингредиента для наполнителя, рассчитан экономический эффект при его внедрении в ООО "Антонов двор". Себестоимость продукции "лимонного" направления: эфирного масла 406,7 руб./кг, цитрусовой массы 20,0 руб./кг, срок окупаемости 7,4 мес. Их включение в композиции бисквитов и тортов увеличивает их стоимость не более чем на 0,2-0,3 %.

Библиография Антонов, Виктор Николаевич, диссертация по теме Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

1. Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. - М.: Химия, 1994. - 256 с.

2. Bedoukian P. Perfumery and flavor materials then and now // Perfum and Flavor. 1994. - Vol 19, № 3. - P. 1-2,4-6, 8-10, 12-14, 20-22, 24.

3. Braddock В,J. By-products of citrus Fruit // Food Technology. 1995.- September. P. 74, 76-77.

4. Лосева И.В. Эфирные масла компании R.C. Freatt and Co. Ltd -изысканный аромат и безупречное качество // Пищ. пром-сть. 2001. -№ 3. - С. 48-50.

5. Юргупс I., Лобченко В., Кравчук I. Компонента аг оматш, щлюип // Харч, перероб. пром-сть. 1997. - № 8. - С. 8-9.

6. Нечаев В.П., Смирнова Е.В. Пищевые ароматизаторы // Пищ. ингредиенты. Сырье и добавки. 2000. - № 2. - С. 8-10.

7. Дагонадзе Р.И., Комохадзе В.Ш., Берама Я.К. Субтропические культуры. Сухими: Алашира, 1966. - 300 с.

8. Метлицкий Л.В. Цитрусовые плоды. М.: Пищепромиздат, 1955.- 196 с.

9. Кустова С.Д. Справочник по эфирным маслам. М.: Пищ. пром-сть, 1978. - 208 с.

10. Ягодин В.И., Выродов В.А. Технология древесной зелени. СПб: ЛТА, 1996.-92 с.

11. Каспаров Г.Н. Основы производства парфюмерии и косметики. -М.: Агропромиздат, 1989. 287 с.

12. Нейман Л.Ю., Гольдбат Р.Я. Состояние парфюмерно-косметической промышленности. ВНИИТЭИагропром. Обз. информ. - 1991. - № 7. Серия 21. - 24 с.

13. Репях С.М., Степень Р.А. Биохимия терпеноидов. Красноярск: КГТА, 1996. - 140 с.

14. Степень Р.А., Репях С.М. Летучие терпеноиды сосновых лесов. -Красноярск: СибГТУ, 1998.-406 с.

15. Рязанова Т.В., Репях С.М. Химия и технология коры хвойных. -Красноярск: КГТА, 1996. 302 с.

16. Терпеноиды хвойных растений / Пентегова В.А., Дубовенко Ж.В., Ралдугин В.А. и др. Новосибирск: Наука, 1987. - 97 с.

17. Braddock R.I., Cadwallader R.R. Cutris by-products manafacture for food use // Food Technol. 1992. - Vol. 46, № 2. - P. 105-110.

18. Кекелидзе H.A., Фишман Г.М. Исследование эфирных масел некоторых цитрусовых плодов // Субтропические культуры. 1973. -№6.-С. 50-54.

19. Коральчик С.И., Нейман Л.Ю. Производство душистых веществ и эфирных масел за рубежом // Парфюмерно-косметическая и эфирномасличная пром-сть. 1984. - Серия 21, вып. 6. - 32 с.

20. Бойцов Е.Н., Эйдельман М.П., Варивода В.И., Затута Н.Ф. Технология и установка для извлечения эфирных масел из растительного сырья // Хранение и переработка сельскохозяйственной продукции. 1995. - № 1. - С. 26-28.

21. Квасенков О.И. Совершенствование технологии выделения эфирных масел // Проблемы создания новых ароматизаторов для пищевой и перерабатывающей отраслей промышленности и разработка с их использованием новых видов продукции. СПб, 1996.-С. 28-29.

22. Ханухов Э.Р., Альсаад А .Я. Ароматические вещества плодовоягодных и фруктовых соков // Пищ. пром-сть. 1994. - № 7. -С. 18.

23. Альсаад А .Я., Ханухов Э.Р. Методы улавливания и концентрирования ароматических веществ//Пищ. пром-сть. 1994. -№8.-С. 9-10.

24. Шляпников В.А. Современные методы получения эфирных масел. М.: Пищепром, 1983. - 77 с.

25. Шафран Э.А., Пехов А.В., Пилипчак Е.Ю. Естественные биостимуляторы в современной косметике // Парфюмерно-косметическая и эфирно-масличная пром-сть. Обз. инф. 1985. -Серия 21, №5.-32 с.

26. Котелкин И.М. Вкусоароматические добавки: натуральные или идентичные натуральным? // Пищ. ингредиенты. Сырье и добавки. -2000. № 2. - С. 20.

27. Касьянов Г.И., Квасенков О.И. Новая группа ароматизаторов // Проблемы создания новых ароматизаторов для пищевой и перерабатывающей отраслей промышленности и разработка с их использованием новых видов продукции. СПб, 1996. — С. 27.

28. Репях С.М., Рубчевская Л.П. Химия и переработка древесной зелени. Красноярск: КГТА, 1994. - 320 с.

29. Производство и анализ пихтового масла / Под ред. Г.Н. Черняевой Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1977. 110 с.

30. Колесникова Р.Д., Тагильцев Ю.Г. Эфирные масла дальневосточных хвойных растений. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 1999.-228 с.

31. Рекомендации по модернизации пихтоваренных установок и увеличению производства пихтового масла на предприятиях Минлебумпрома СССР / Ляндрес Г.В., Манаков В.А., Баценко А.А. и др. Красноярск: СибНИИЛП, 1986. - 54 с.

32. Пасешниченко В.А. Биосинтез и биологическая активность растительных терпеноидов и стероидов // Итоги науки и техники. Биол. химия. 1987. - Т. 25. - 194 с.

33. Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений. -Кишинев: Штиинца, 1990.- 151 с.

34. Ильичев А.Л. Роль летучих компонентов растений в химической коммуникации насекомых // Биол. науки. 1989. - № 6. - С. 5-12.

35. Колесникова Р.Д., Тагильцев Ю.Г. Библиографический указатель по медицинскому использованию эфирных масел и препаратов из древесной зелени хвойных растений. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 1988.-49 с.

36. Немировский О.Н. К биологической характеристике эфирных масел природного происхождения // Труды Ленинградского сан.-гигиен. ин-та. 1975. - Вып. 3. - С. 55-60.

37. Макарчук Н.М. Фитонциды в медицине. Киев: Наук.думка, 1990.-212 с.

38. Артюховский А.К. Санитарно-гигиенические и лечебные свойства леса. Воронеж: ВГУ, 1985. - 104 с.

39. Чернодубов А.И., Дерюжкин Р.И. Эфирные масла сосны. -Воронеж: ВГУ, 1990. 112 с.

40. Вилламо X. Косметическая промышленность. М.: Мир, 1990. -286 с.

41. Witte L. GG-MS methods for terpenoids // Gas chromotogr. Mass Spectrum. - Berlin e.a. - 1986. - № 6. - S. 134-145.

42. Verzera A., Trozzi A., Cotroneo A. On the Genuineness of Citrus essential Oils // J. Essent. Oil Res. 1996. - Mar/ Apr - P. 159-170.

43. Войцеховская A.Jl. Косметика сегодня. M.: Агропроиздат, 1988.- 177 с.

44. Мак-Гильвери К., Рид Д. Основы ароматерапии. М.: Росмен, 1997.-246 с.

45. Dellacassa Е., Rossini С., Lorenzo D. Uruguayan Essential Oil. Ill // J. Oil Res. 1995. - Jan. / Febr., № 7. - P. 25-37.

46. Левин Э.Д., Репях C.M. Переработка древесной зелени. М.: Лесн. пром-сть, 1984. — 120 с.

47. Горяев М., Плива И. Методы исследования эфирных масел. -Алма-Ата: Изд. Каз. ССР, 1962. 752 с.

48. Холькин Ю.И. Хроматография в химии древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1976. - 228 с.

49. Rudloff Е. Gass-Liquid chromatoghraphy of terpenes // Adv. Chromatogr. 1974. - Vol. 10. - P. 173-230.56.0стапенко О. Цитрусовое хобби. М.: Наука и жизнь, 1989. - 94 с.

50. Давыдова С.А. Химия в косметике. М.: Агропромиздат, 1990. -260 с.

51. Вабнер Д. Ароматерапия // Kosmetik international. 1997. - № 2. — С. 41-46.

52. Nonino E.A. Where is the citrus industry going? // Perfum and Flavor.- 1997. Vol. 22, № 2. - P. 53-54, 56-58.

53. Парфюмерно-косметическая и эфирно-масличная пром-сть. Обз. информ. Вып. 1. Производство синтетических душистых веществ за рубежом. М.: АгроНИИТЭИПП, 1991. - 20 с.

54. Lawrence В.М. Progress in essential oils // Perfum and Flavor. 1994. -Vol. 19, №4.-P. 33-40.

55. Скурко М.Р., Злотский С.С., Рахматкулов Д.Л. Перспективные материалы для бытовой химии. М.: Химия, 1990. - 51 с.

56. Gilbert A.N. The evolving links between scent and color // Perfum. and Flavor. 1997. - Vol. 22, № 4. - P. 53-54.

57. Бардина P.А. Рассказы о косметических товарах. М.: Мир, 1989. -69 с.

58. Войткевич С.А. Эфирное масло для парфюмерии и ароматерапии. М.: Пищ. пром-сть, 1999. - 282 с.

59. Булдаков А.С. Пищевые добавки. Справочник СПб: 1996. - 240 с.

60. Викторова Г.К., Смирнова Е.В. Пищевые ароматические эссенции. М.: Пищ. пром-сть, 1991. - 34 с.

61. Мархель П.С., Гопенштейн Ю.Л., Смелов С.В. Производство пирожных и тортов. М.: Пищ. пром-сть, 1976. - 320 с.

62. Егоров И.А., Родопуло А.К. Аромат продуктов растительного происхождения // Химия и технология пищевых продуктов. Итоги науки и техники. 1992. - Т.5. - 104 с.

63. Калинкина Г.И. Азулены // Выделение и анализ природных биологически активных веществ. Томск: ТГУ, 1987. - С. 26 - 44.

64. Гордон М. Азулены // Успехи химии. 1953. - Т. 22, № 8. -С. 948- 1001.

65. Плетнев М.Ю. Косметико-гигиенические моющие средства. М.: Химия, 1990.-272 с.

66. Ковалев В.М., Петренко Д.С. Технология производства синтетических моющих средств. М.: Химия, 1992. - 272 с. 74.Spiro М. Milk or lemon for your tea? // Tea and Coffe Trade. - 1996. -Vol. 168, № 10.-P. 70-73.

67. Эфирные масла некоторых видов полыни сибирской флоры / Березовская Т.П., Усынина Р.В., Великанова В.И. и др. // 1У Межд.конгресс по эфирным маслам. Тбилиси, 1968. - Т.1. - С. 34.

68. Николаевский В.В. Биологическая активность эфирных масел. -М.: Медицина, 1987. 143 с.

69. Kim L., Marshal M.R., Wei С. Antibacterial activity of some essential oil components against five foodborne pathogens // J. Agr. and Food Chem. 1995. - Vol. 43, № 11. - P. 2839-2845.

70. Тагильцев Ю.Г., Колесникова Р.Д., Цюпко B.A. Хвойные целители. Хабаровск, 1996. - 52 с.79.3апах и здоровье / Под ред. В.И. Захаренкова. М.: Природа и человек, 1998.-198 с.

71. Фридман P.A. Парфюмерия и косметика. M.: Пищ. пром-сть, 1968.- 188 с.

72. Багатурия Н.Ш., Кипиани Э.К. Эфирные масла кожуры цитрусовых // Пищ. пром-сть. 1988. - № 8. - С. 48-49.

73. Show Р.Е., Carter R.D., Moshonas M.G. Controlled atmosphere storage of orange to enhance aqueous essence and essential oil // J. Food. 1990. - Vol. 55. - P. 1617-1619.

74. Бакурадзе Н.Ш. Удаление цедры цитрусовых плодов щелочной обработкой // Пищ. и перераб. пром-сть. 1985. - № 5. - С. 36-37.

75. Багатурия Н.Ш., Мирдалейшвили М.В. Влияние физико-химической обработки кожуры цитрусовых плодов на выход и качество эфирного масла // Масло-жировая пром-сть. 1987. - № 4. -С. 23, 30-33.

76. Dugo P., Mondells L., Bartle K. Deterpenation of sweet orange and lemon essential oils with supercritical carbon dioxide using silica gel as an adsorbent // Flavour and Fragrance J. 1995. - Vol. 10, № 1. - P. 51-58.

77. Фишман Г.Н., Чиковани Д.М. Каротиноиды кожуры плодов цитрусовых // Хим. природн. соед. 1987. - № 6. - С. 912-913.

78. Rouseff R.L., Nagy S. Health and nutritional benefits of citrus fruit components // Food Technol. 1994. - Vol. 48, № 11. - P. 125-126, 128129, 132.

79. Pino J.A. Los lavonoides presentes en los citricos // Alimentaria. -1997. Vol. 35, № 286. - P.63-79.

80. Cerezal P., Pinera R.M. Caratenoides en las frutas citrias. Generalidades, obtenacion u partir de desechos del procesamento у aplicationes // Alimentaria. 1996. - Vol. 34, № 277. - P. 19-32.

81. Кекелидзе H.A., Джаникашвили М.И. Эфирное масло листьев Cutrus limonia // Химия природн.соед. 1982. - № 4. - С. 522-524.

82. О некоторых физико-химических свойствах продуктов переработки лимонов сорта «Ялонгоч» / Семенова J1.H., Мирсагатова Д.А., Воропаева H.JI. и др. // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья. Барнаул: АГУ, 2002. -С. 216-219.

83. Middleton E., Kandaswami C. Potential health promoting properties of citrus flavonoids // Food Technol. 1994. - Vol. 48, № 11.-P. 115-119.

84. Cutrus limonoids a inhibitors of oral carcinogenesis / Miller E.G., Gonzales-Sanders A.P., Couvillon A.M. et al. // Food Technol. 1994. -Vol.48, № 11.-P. 110-112, 114.

85. Baker R.A. Potential dietary benefits of cutris pectin and fiber // Food Technol. 1994. - Vol. 48, № 11.-P. 133-136, 138-139.

86. Pilot scale production of usp grade pectin from calamansi fruit wastes / Manalo J.B., Montevirgen Q.M., Torres R.C. et al. // Philipp. Technol. J. 1995. - Vol.20, № 3. - P.3-24.

87. Citrus wastes may help battle cancer // Chem. Eng. 1997. - Vol. 104, № 5. - P. 29.

88. Cutrus flavonoid effect on fumor invasion and metastasis / Bracke H.E., Bruyneel E.A., Vermeulen S.J. e.a. // Food Technol. 1994. - Vol. 48,№ 11.-P. 121-124.

89. Вершняк B.M., Степень P.A. Содержание и состав эфирного масла в различных органах Betula pendula Roth. Центральной Якутии // Раст. ресурсы. 1992. - Вып.З. - С. 86-93.

90. Алексеев Р.И., Коровин Ю.И. Руководство по вычислению и обработке результатов количественного анализа. М.: Атомиздат, 1972. - 43 с.

91. Петрова J1.H., Зеленецкая А.А., Скворцова А.Б. Анализ синтетических душистых веществ и эфирных масел. М.: Химия, 1972. - 250 с.

92. Масла эфирные: методы анализа. М.: Изд-во стандартов, 1994.- 131 с.

93. Степень Р.А. Биохимия терпеноидов. Хвойные эфирные масла: свойства, получение, основные методы исследования, анализ. — Красноярск: СибТИ, 1993. 36 с.

94. Бараков Т.В., Перышкина Г.И. Методы анализа и химический состав пихтового масла // Производство и анализ пихтового масла. -Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1977. С. 29-64.

95. Казицина Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии в органической химии. — М.: МГУ, 1979. 240 с.

96. Yang Shujuan, Li Kaozheng. GC-MS study on the essential oil citrus peel. The analysis on the sweet orange oil // Acta Sci. natur. Univ. Sutyatseni. Natyr Sci 1993. - Vol. 32, № 2. - P.97 - 100.

97. Методы биохимического исследования растений / Под ред. Н.С. Ермакова. Л.: Колос, 1972. - 455 с.

98. Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хандобина Л.М. Большой практикум по физиологии растений. М.: Высш. школа, 1975. - 392 с.

99. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений. М.: Агропромиздат, 1976. - 254 с.

100. Кулиманова А.Д., Ивченко Т.М. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. М.: Медицина, 1974. - 424 с.

101. Ладыгина Е.И., Сафранович А.Н. Химический анализ лекарственных растений. М.: Высш. школа, 1983. 176 с.

102. Микельсон А.Е., Шарапова Т.Е., Домбург Г.Э. Газохроматографическое определение углеводов древесины в виде ацетоальдононитрилов // Хим.древесины. 1980. - № 2. - С. 94-99.

103. Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. -528 с.

104. Статистика рынка товаров и услуг / Беляевский И.К., Кулагина Г.Д., Коротков А.В. и др. М.: Финансы и статистика, 1995. - 432 с.

105. Букерель Ф. Изучение рынков. Академия рынка. Маркетинг. -М.: Экономика, 1993. 380 с.

106. Букурадзе Н.Ш. Химический состав апельсинового эфирного масла, полученного новым способом // Масло-жировая пром-сть. — 1985.-№ 1.-С. 20.

107. Демакова Е.А. Утилизация отходов цитрусовых плодов на примере апельсинов. Канд.дисс. Красноярск: СибГТУ, 1998. - 146 с.

108. Антонов В.Н., Паршикова В.Н., Степень Р.А. Эфирное масло из кожуры лимонов // Непрерывное экологическое образование и кологические проблемы Красноярского края. Красноярск: СибГТУ, 2001.-С. 79-80.

109. Антонов В.Н., Паршикова В.Н., Степень Р.А. Лимонное эфирное масло как продукт переработки цитрусовых отходов // Лесные биологически активные ресурсы. Мат. междунар. конф. -Хабаровск: ДальНИИЛХ, 2001. С. 153-157.

110. Malik M.N., Scora R.W., Soost R.K. Studies on the origin of Lemon // Hilgandia. 1974. - Vol. 42. - P. 361 - 366.

111. Sancher M., Pino J. Evaluacion del grando de concentraction de aceites esenciales de citricos // Alimentaria. 1999. - Vol. 36, № 801. -P. 111-113.

112. Атлас спектров органических соединений. Вып. 35. ИК-спектры терпеновых соединений / Под ред. В.А. Коптюга. -Новосибирск: НИОХ СО РАН СССР, 1986. 188 с.

113. Степень Р.А., Бараков Т.В. Спектроскопическое определение борнилацетата//Зав. лаборатория. 1974. - № 12. - С. 1475-1476.

114. Букия Т. Г. Исследование эфирного масла из обрезочного материала лимона и применение его в парфюмерно- косметической промышленности: Автореф. канд. дисс. Тбилиси: Тбил. ГУ, 1979. -27 с.

115. Pino J., Duran М. Evalution of aroma deterioration in sweet orange oil on the basis of gasliquid chromatographyc analysis // Rev. ciens. quim. 1985. - Vol. 16. - P. 265 - 272.

116. Mayfield H.T., Bertsch W., Mar T. Application of chemometries to the classification of orange oil varieties by GLC // J. High Resolut.Chromatogr. and Chromatogr. Commun. 1986. - Vol. 9, №2. -P. 78-83.

117. Рязанова Т.В., Чупрова Н.А., Исаева Е.В. Химия древесины. -Красноярск: КГТА, 1996. 358 с.

118. Пен Р.З., Бывшев А.В. Экологически безопасное производство волокнистых полуфабрикатов для бумаги и картона из отходов лесопиления и деревообработки // Сырьевые ресурсы Нижнего Приангарья. Красноярск, 1997. - С. 301-304.

119. Сенатов С.И., Челобитченко В.А. Решение задач эконометрики средствами EXEL. Красноярск: КГТЭИ, 2002. - 52 с.

120. Орлов А.И. Эконометрика. М.: Экзамен, 2002. - 576 с.

121. Антонов В.Н., Паршикова В.Н., Степень Р.А. Рациональная переработка отходов лимонов// Состояние и перспективы развития нетрадиционных садовых культур. Мичуринск, 2003. - С. 350-353.

122. Лес сельскому хозяйству / Под ред. А.Я. Калниньша. - М.: Лесн. пром-сть, 1978. - 192 с.

123. Мохтачев И.Г., Гранатова В.П. Оценка комплексообразующих свойств биологических объектов // Хранение и переработка сельхозсырья. 1998. - № 8. - С. 35-36.

124. Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. -М.: Высш. школа, 1974. 216 с.

125. Филатова И.А., Колесников А.Ю. Значение флавоноидов цитрусовых соков в профилактике заболеваний // Пищ. пром-сть. — 1999.-№8.-С. 62-63.

126. Marda R.R. Calamansi the tangy Philippine lemon // Int. Food Market and Technol. - 1997. - Vol. 11, № 2. - P. 18-19.

127. Антонов B.H., Паршикова B.H., Степень P.А. Малообъемное производство лимонного эфирного масла // Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы Красноярского края. Красноярск: СибГТУ, 2001. - С. 96-98.

128. Практичесий маркетинг / Дихтиль А., Херенген И., Ханс О. И др. М.: Высшая школа, 1995. - 255 с.

129. Демакова Е.А., Паршикова В.Н., Степень Р.А. Оценка показателей качества эфирного масла, выделенного из кожуры плодов апельсина. Владивосток: ДВГАЭУ, 1997. Вып.2. - С. 80-82.

130. Демакова Е.А., Паршикова В.Н., Степень Р.А. Перспективы внедрения новой технологии получения цитрусовых эфирных масел на предприятиях Красноярского края // Достижения науки и техники развитию г. Красноярска. - Красноярск: КГТУ, 1997. - С. 507