Быстрый поиск

Реферат: Совершенствование эффективности переработки леса в России и за рубежом

Основные исследования по изучению полипренолов проводились в США и Японии. В этих странах полипренолы получают из свиной печени и свиной поджелудочной железы, а также хвои различных растений методом промышленной колоночной хроматографии. Сложность получения таких препаратов и высокая эффективность их применения обусловливают высокую цену на эти продукты.

Фосфолипиды, представленные в основном глицерофосфатидами, и их концентраты применяются в качестве эмульгирующих веществ в биологически активных эмульсиях. Они улучшают качество и ценность продуктов питания. Небольшие добавки этих соединений в корм животных способствуют повышению продуктивности скота и птицы. Поэтому использование древесной зелени в качестве дешевого и доступного сырья для подобного производства является актуальной задачей.

3.4.1. ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ СОСНЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ

Использование древесной зелени в настоящее время направлено главным образом на применение ее в качестве кормовой добавки в рационы сельскохозяйственных животных. Питательность древесной зелени сосны составляет 0,28 кормовой единицы в 1 кг, т.е. равна по питательной ценности пшеничной или ржаной соломе.

Хвоя содержит целый ряд ценных биологически активных веществ и является витаминным кормом, а также служит источником фитонцидов. Однако наличие в ней дубильных, смолистых веществ, а также горечей, придающих ей специфический вкус и свойства, ограничивает ее использование в значительных количествах в нативном виде. Кроме того, древесная зелень является продуктом ско-ропортящимся. Срок ее хранения после заготовки не должен превышать в летнее время 5 сут., а в зимнее - 20 сут. [Васильев, 1991].

Для использования полезных свойств этого ценнейшего растительного сырья при одновременном нивелировании отрицательных сторон применяются различные методы переработки древесной зелени. Их можно подразделить на механические и химические.

Механическая переработка древесной зелени

Для сохранения на более длительное время биологически активных веществ хвои на практике проводят скоростную сушку и затем высушенную древесную зелень измельчают в муку. Хвойная витаминная мука потребляется животными лучше, чем свежая хвоя. Это происходит потому, что при сушке из нее удаляется часть эфирных масел и других летучих веществ, а часть дубильных веществ переходит в малорастворимую форму.

Цехи по выработке витаминной муки на предприятиях России в основном работают рентабельно. Выработка товарной продукции на одного рабочего составляет около 5 тыс.р. в год. Эти показатели могут быть значительно улучшены за счет механизации ручного труда на заготовке сырья и комплексного его использования.

В России работает свыше 200 цехов и несколько передвижных установок по выработке хвойной витаминной муки [Васильев, 1991]. Простота технологии и неограниченный сбыт продукции способствовали быстрому росту этого производства. Однако в последнее время реализация продукции затрудняется из-за высокой (150-280 р./т) цены на витаминную муку.

Технология производства витаминной муки имеет и ряд трудностей, связанных не только со сложностью сбора древесной зелени, но и с зависимостью состава сырья от различных неконтролируемых факторов, а также его неоднородностью. Необходимо также отметить, что использование витаминной муки как компонента кормов сельскохозяйственных животных ограничено наличием дубильных и смолистых веществ, гликозидов и алкалоидов. Поэтому становится очевидной необходимость облагораживать древесную зелень или извлекать из нее биологически активные вещества с использованием проэкстрагированного сырья, в качестве витаминной муки или компостов, а также кормовых добавок, Обогащенных белком за счет выращивания на ней дополнительной биомассы.

3.4.2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

ВЕщЕСТВ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ

Технология экстракционной переработки древесной зелени заключается в извлечении из измельченного сырья различными растворителями биологически активных веществ, их концентрирование и использование в качестве конечного продукта или как сырья для выделения соединений с ценными свойствами.

Все существующие технологические схемы можно подразделить на непрерывные или периодические с использованием в качестве экстрагента воды, водяного пара, полярных или неполярных растворителей.

Переработка древесной зелени по способу батарейной противоточной экстракции горячей водой после предварительной отгонки эфирного масла острым паром относится к старейшим производствам такого рода. Уже в 1931 г. на Тих-винском лесохимическом заводе вошел в строй цех по переработке еловой древесной зелени с получением хвойного лечебного экстракта и эфирного масла [Ягодин, 1980]. В настоящее время этот цех перерабатывает ежегодно около 3,5 тыс.тсырья и производит экстракт хвойный натуральный (ТУ-81-05-97--70), экстракт хвойно-соляный в брикетах (ТУ-81-05-98--70), а также тяжелое эфирное масло (фС 42-659-73). Тяжелое эфирное масло применяется для приготовления препарата "Пинабин", являющегося эффективным средством лечения почечно- и желчекаменной болезни и калькулезного холецистита.

Наряду с батарейным методом экстракции предложена усовершенствованная технологическая схема переработки древесной зелени с получением эфирного масла и хвойного натурального экстракта на установках непрерывного действия НДТ-ЗМ и УНП [Ягодин, 1980; Репях, 1988]. В 1975 г. такая технология внедрена в Цюрупинском лесхоззаге Херсонской области Украины [Продниекс, 1988].

Кроме получения хвойных экстрактов в настоящее время существует несколько способов получения соков из хвои. Выход клеточного сока зависит от способа и глубины обработки сырья и составляет от 10 до 30 %. Для увеличения выхода сока древесную зелень подвергают многократной пропарке или ферментации. Это дает возможность разрушить защитную оболочку хвои и значительно повысить выход сока, состав которого мало отличается от состава натурального хвойного экстракта.

Все получаемые таким образом экстракты представляют собой галеновые препараты со слабо изученным, составом и используются только для приготовления хвойных ванн в качестве лечебного средства при заболеваниях центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистых и ревматических заболеваниях.

Из органических растворителей в настоящее время нашли промышленное применение только бензин БР-1 и БР-2, а также трихлорэтилен. Начало использования жирорастворимых веществ приходится на 1949 г., когда был предложен способ переработки древесной зелени экстракцией бензином. Получаемый продукт, который после омыления растворяется в воде, был назван хлорофилло-каротиновой пастой (ГОСТ 21802-84). Производство хлорофилло-каротиновой пасты впервые было организовано в Лисинском учебно-опытном лесхозе в 1950 г., а затем модернизировано [Ягодин, 1980; Левин, 1981; Репях, 1988].

В настоящее время такие производства перерабатывают как только сосновую древесную зелень, так и сосновую древесную зелень совместно с еловой. Поэтому, исходя из состава используемого сырья, цехи по переработке древесной зелени в зависимости от технологического варианта подразделяются на два вида. К первому относятся цехи, перерабатывающие только древесную зелень сосны, с получением хвойной хлорофилло-каротиновой пасты, хвойного воска (ОСТ-56-65-82) и эфирных масел. Ко второму - цехи, перерабатывающие древесную зелень сосны и ели с получением, кроме упомянутых продуктов, хлорофиллина натрия (ОСТ 56-33-85), бальзамической пасты (ОСТ 56-58-83), провитаминного концентрата (ОСТ-56-32-85), а также фракций эфирных масел (рис. 6). В 1980 г. внедрена технология получения хвойного эфирного масла путем вакуумной фракционной дистилляции масла-сырца с применением ротационного пленочного испарителя ИР-10 [Ягодин, 1988].

Согласно технологической схеме бензиновый экстракт древесной зелени, освобожденный от восков, подвергают обработке 30 %-ным водным раствором щелочи. При этом происходит омыление сложноэфирньк групп в молекуле хлорофилла с выделением металла, фитола, а также нейтрализация свободных жирных, смоляных и хлорофиллиновых кислот.

Натриевые соли кислот и некоторые производные хлорофилла, образовавшиеся в результате воздействия на экстракт щелочи, растворяются в воде. Нейтральные же вещества остаются в бензиновом растворе. После отгонки растворителя из нейтральных веществ получают провитаминный концентрат и эфирные масла. Водорастворимые вещества обрабатывают 15-20 %-ным раствором серной кислоты, в результате чего выделяются хлорофиллин-сырец, а также жирные и смоляные кислоты.

Для получения смоляных и жирных кислот применяют метод экстрагирования бензином при 60-65 С0 с последующей отгонкой растворителя. Полученный продукт нейтрализуют 40 %-ной щелочью с добавлением воды до 40 % влажности. Он представляет собой бальзамическую пасту.

Водная суспензия хлорофиллина-сырца промывается водой до нейтральной реакции в промывных водах. Затем производится сушка продукта. Полученные хлорофиллиновые кислоты нейтрализуются карбонатом натрия (содой) в 20%-ном водном растворе этанола при температуре 75 С и соотношении растворитель: хлорофиллин натрия:сода равном 10:1: :0,5 в течение 15-20 мин [Репях, 1988].

При получении спиртового раствора хлорофиллина натрия спирт частично отгоняется до получения нужной концентрации продукта. При получении же водного раствора спирт отгоняется полностью и концентрат хлорофиллина натрия растворяется в воде. Полученные растворы поступают в фасовочное отделение и