3.2. ПОЛУЧЕНИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ

В зависимости от характера растительного сырья (плоды, листья, почки, кожура), свойств эфирных масел для их извлечения применяют разные способы, позволяющие получить наибольший выход и наилучшее качество продукции. Известно много методов получения эфирных масел, но наибольшее распространение в промышленности получили следующие:

1. Механический метод (прессование). Механическому воздействию подвергаются главным образом цитрусовые плоды, содержащие в корке большое количество эфирного масла. Масла получают выжиманием (прессованием) корок или целых плодов с последующим отделением эфирного масла от сока на сепараторе. Эфирное масло, полученное этим методом, обладает натуральным ароматом. Выход эфирных масел из 1000 плодов: лимонное масло — 360…600 г, мандариновое — 4100 г, померанцевое — 700…800 г.

2. Метод отгонки водяным паром — этим методом получают розовое, мятное, гераниевое масла. Метод основан на летучести эфирных масел с парами воды. Сущность метода заключается в том, что при обработке эфиромасличного сырья паром эфирное масло переходит в паровую фазу и в смеси с водяными парами конденсируется, а затем отделяется от воды. Перегонка всегда протекает при температурах ниже 100°С. Недостатки данного метода:

• некоторое ухудшение качества эфирных масел в результате происходящих в них химических изменений;

• потеря части растворимых в дистилляте душистых веществ;

• неполное извлечение ценных душистых веществ, нелетучих с водяным паром.

Конечные продукты, получаемые первым и вторым методами, называются эфирными маслами. Выход эфирных масел в процентах при перегонке с водяным паром: розового масла из цветов— 0,2…0,3%, гераниевого из свежей зелени — 0,1…0,4%.

3. Метод извлечения эфирных масел с помощью нелетучих растворителей.

3.1. Получение эфирных масел с помощью нелетучих растворителей называется мацерацией (настаиванием). Этот метод применяется для извлечения масел из цветов, содержащих незначительное количество масел (фиалки, ландыша, жасмина, резеды). Сущность метода заключается в получении настоев при помощи настаивания цветов на спирте. Опыт показывает, что при мацерации все растворимые компоненты полностью извлекаются в течение 7 дней настаивания при температуре 20…25°С. Затем профильтрованные настои выдерживаются в прохладном темном помещении при температуре 10…14°С в течение срока, указанного для каждого настоя отдельно. Недостатки метода:

• необходимость частого перемешивания (затраты труда), потеря настоя и спирта при получении большого количества настоев;

• длительность настаивания;

• поглощение значительного количества настоя остатком, вследствие чего его необходимо вторично вымывать спиртом.

3.2. Перколяция — этот метод извлечения эфирных масел состоит в том, что сырье извлекается все время свежим спиртом, обладающим максимальной растворяющей силой. При этом душистые вещества полностью извлекаются из сырья уже в течение 2…3 дней вместо 7 при мацерации.

4. Экстракция — извлечение эфирных масел летучими растворителями, а полученные масла называются экстрактными. Этот метод наиболее перспективен. Экстракция проводится при комнатной температуре. Метод заключается в получении высококачественных экстрактных масел путем извлечения их из растительного сырья сжиженными газами — углекислым, пропаном, бутаном. Извлекаются все растворимые части растения с примесью восков, смол и других. При этом используются низкие температуры, поэтому продукты не разлагаются и по запаху наиболее близки к исходному сырью.

В качестве растворителя применяют петролейный эфир, бензол, толуол и др. Образовавшийся после отгонки растворителя остаток называют конкретом.

Все экстрактные масла в некоторой степени окрашены и выпускаются в виде воско-, смоло-, салоподобных масел. Из этих масел путем обработки их спиртом для отделения примесей (восков, жира) и последующей отгонки спирта получают абсолютные масла. Экстрактные масла обладают большой полнотой, цельностью, тонкостью запаха, наиболее близки к запаху исходных растений, обладают способностью заглушать запах спирта в парфюмерных изделиях, поэтому считаются наиболее высококачественными.

5. Метод анфлеража и динамической сорбции. Метод анфлеража основан на способности эфирных масел переходить в газовую фазу, а затем адсорбироваться жирами или твердыми адсорбентами (активный уголь, силикагель). Душистые вещества, полученные методом анфлеража, называются цветочными помадами. Метод сложен, применяют редко.

Сущность метода динамической сорбции заключается в извлечении эфирных масел путем продувки сырья подогретым воздухом с последующим их улавливанием сорбентами и экстракции сорбентов серным эфиром.

Работа 3.2.1. ПОЛУЧЕНИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ

МЕТОДОМ ГИДРОДИСТИЛЛЯЦИИ

Задание: из навески эфиромасличного цветочно-травянистого сырья получить эфирное масло методом гидродистилляции.

Сущность метода. Сущность метода заключается в том, что при обработке эфирномасличного сырья паром компоненты эфирных масел переходят в паровую фазу и в смеси с парами воды направляются на конденсацию, а затем на отделение от воды.

К цветочно-травянистому сырью принадлежит растений. Это лаванда, шалфей, мята, герань, базилик, укроп, розмарин, хвоя сосны.

Реактивы и материалы:	анализируемое сырье, поваренная соль, диэтиловый эфир, прокаленный сульфат натрия.
Химическая посуда и оборудование:	весы лабораторные, колба вместимостью 1000 см3, мерный цилиндр (250 см3), термометр, электрическая плитка, шариковый холодильник, мерная колба градуированная (250 см3), делительная воронка с притертой пробкой, колба (100 см3), вата, плоскодонная колба (100 см3), холодильник Либиха, водяная баня, сушильный шкаф.

Техника выполнения

Получение эфирного масла из цветочно-травянистого сырья методом гидродистилляции.

Навеску цветочно-травянистого сырья массой 50 г помещают в колбу вместимостью 1000 см³ и заливают мерным цилиндром 250 см³ воды, нагретой до 45…50 °С. Для цветков розы проводят ферментацию: прибавляют 40 г поваренной соли, закрывают пробкой, встряхивают до равномерного увлажнения сырья и оставляют колбу в спокойном состоянии на 2 ч при температуре 45…50 °С.

Затем колбу соединяют с вертикально закрепленным в штативе холодильником (рис. 3.2.), нагревают на электроплитке до кипения и ведут отгонку со скоростью 5…6 см³/мин в колбу вместимостью 250 см³ с отметкой. После отгонки 75…80 см³ дистиллята холодильник прогревают путем временного прекращения доступа от него охлаждающей воды. Перегонку заканчивают после получения 125 см³ дистиллята, который переносят в делительную воронку. Туда же добавляют 30 г поваренной соли и взбалтывают до растворения соли. 25 см³ диэтилового эфира наливают в колбу из-под дистиллята, ополаскивают колбу и прибавляют этот эфир в делительную воронку. Закрывают делительную воронку притертой пробкой и взбалтывают в течение 3 мин, периодически поворачивая воронку вверх краном и открывая его для спуска образовавшихся при взбалтывании паров эфира. После расслоения водный слой отделяют через спускной кран воронки, а эфирную вытяжку сливают через верхнюю часть воронки в чистую сухую колбу вместимостью 100 см³. Водный слой вторично обрабатывают 20 см³ эфира, встряхивают 2 мин и в третий раз 15 см³ эфира, встряхивая 1 мин. Все эфирные вытяжки собирают в колбу на 100 см³ и сушат прокаленным сульфатом натрия (0,5…1,0 г) в течение 10…15 мин при двух-трехкратном встряхивании и фильтруют через плотный слой ваты и чистую сухую, взвешенную на аналитических весах плоскодонную колбу вместимостью 100 см³. Сульфат промывают 4 раза сухим эфиром (по 5 см³ для каждой промывки) и присоединяют промывные порция эфира к основной вытяжке через этот же фильтр. Диэтиловый эфир отгоняют через холодильник Либиха на водяной бане, нагретой до 50 °С. Остатки эфира (0,2…0,5 см³) удаляют, вращая колбу в наклонном положении до прекращения его испарения, что видно в проходящем свете. Затем открытую колбу выдерживают в сушильном шкафу при 30 °С в течение 30 мин и после охлаждения взвешивают. Выдерживание в сушильном шкафу и взвешивание после охлаждения повторяют до тех пор, пока при последующей 10-минутной контрольной выдержке колбы с маслом при 35°С убыль массы не превысит 0,0013 г. При большем значении убыли операцию повторяют.

Расчет.

Массовую долю эфирного масла X_Э (в %) вычисляют по формуле:

(3.9.)

где m₁ — масса эфирного масла в колбе, г;

К- поправка на потери эфирного масла (К = 5,2);

m — навеска цветочно-травянистого сырья, г.

Получение апельсинового эфирного масла методом гидродистилляции. Кожура апельсина, лимона можно грейпфрута

Систематизация литературных сведений показала, что при гидродистилляции из кожуры и плодов цитрусовых выделяется значительно больше эфирного масла, чем при холодном прессовании. Гидротермическая обработка кожуры апельсинов позволяет без предварительной подготовки и добавления катализаторов достаточно полно извлекать эфирное масло. Более высокий выход масла и его ускоренное выделение достигаются в случае хранения кожуры апельсина перед ее переработкой при комнатной температуре без доступа воздуха в течение 15 суток. При этом выход масла составляет 6,58 % на абсолютно сухую навеску, что существенно превышает данные по выделению эфирного масла из кожуры апельсинов традиционным методом холодного прессования (0,70…1,18 %).

Навеску кожуры апельсинов 50,0 г измельчают до размера частиц 5×5 мм и проводят отгонку с водяным паром как описано выше. Продолжительность выделения при 115ºС составляет 4 ч.

Работа 3.2.2. ПОЛУЧЕНИЕ КОНКРЕТА

ИЗ ЦВЕТОЧНО-ТРАВЯНИСТОГО СЫРЬЯ

Задание: из предложенного цветочно-травянистого сырья получить конкрет.

Сущность метода. Конкрет — твердый или полутвердый продукт, получаемый после экстракции летучими растворителями душистых веществ из некоторых видов растительного цветочного сырья. В качестве растворителя применяют петролейный эфир, бензол, толуол и др. Образовавшийся после отгонки растворителя остаток называют конкретом, например конкрет жасмина, розы.

Конкреты готовятся из сырого растительного сырья (коры, листьев, корней, цветов и травы). Ароматическое растение экстрагируют углеводородными растворителями, что необходимо, когда ароматическое масло портится при соприкосновении с паром или водой, как, например, бывает с жасмином. В результате получается масло, обладающее ароматом, наиболее приближенным к естественному. Некоторые растения, например, лаванда и мускатный шалфей, могут подвергаться дистилляции для получения ароматического масла или экстракции для получения конкрета. Получающийся в процессе остаток обычно имеет воскообразную консистенцию.

Большинство конкретов примерно на 50 % состоят из воскообразных веществ и на 50 % из ароматических масел. В редких случаях, например, при переработке иланг-иланга, конкрет получается жидким и содержит 80 % ароматического масла и только 20 % воскообразных веществ. Конкреты более устойчивы при хранении и имеют более высокую концентрацию, чем ароматические

Реактивы и материалы:	анализируемое сырье, петролейный эфир или бензин
Химическая посуда и оборудование:	весы аналитические, коническая широкогорлая колба (500 см3), мерный цилиндр, колба Вюрца, водяная баня, колба (100…150 см3), термометр, сушильный шкаф.