Способ извлечения биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Извлечение биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород включает экстракцию измельченной до фракции частиц 0,5-1,0 мм коры хвойных древесных пород бинарным водно-органическим экстрагентом с концентрацией 1,0-5,0% при температуре экстрагирования 80°С и жидкостном модуле 1:10. В качестве органического компонента бинарного водно-органического экстрагента используют триэтаноламин. Экстракцию осуществляют в течение 6 часов, после чего экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема. Предложенное изобретение обеспечивает более экспрессный и менее токсичный способ извлечения комплекса биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород с помощью бинарного водно-органического экстрагента. 3 пр.

 

Изобретение относится к области экстракции бинарными экстрагентами (вода-органический растворитель) растительного сырья для извлечения из него биологически активных соединений и может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности, а именно при создании средства с широким спектром фармакологического действия на основе экстрагируемых веществ коры хвойных древесных пород.

Комплекс экстрактивных веществ коры хвойных обладает биологической активностью и извлекается из коры методом экстракции. В коре содержатся фенольные компоненты (фенолокислоты, их эфиры, мономерные флавоноиды, спиробифлавоноиды, олигомерные, полимерные флавоноиды), полисахариды (камеди, пектины, целлюлоза, крахмал), смолистые вещества (алканы, монотерпеновые, сесквитерпеновые углеводороды, кислородсодержащие соединения, смоляные, жирные кислоты, спирты жирного ряда, стероиды). Первая группа веществ извлекается полярными растворителями (этилацетат, метиловый, этиловый спирты, вода), вторая - неполярными (бензол, петролейный эфир, диэтиловый эфир). Выбор оптимального растворителя для экстракции во многих случаях проводиться эмпирически.

Известен способ извлечения экстрактивных веществ экстракцией измельченной коры (размер частиц 2,5-3 мм) 2,5%-ным раствором едкого натра в 25%-ном водном растворе этанола при температуре 70°С и жидкостном модуле 4: 6 в течение 5 ч и непрерывном перемешивании, последующим фильтрованием экстракта и повторной экстракцией остатка коры горячей водой при 90°С в аппарате Сокслета при жидкостном модуле 130:150 [SU А.с. 717135, опубл. 25.02.1980 бюл. №7].

Недостаток способа - высокий жидкостный модуль требует больших затрат энергии, тепла, усложняет технологический процесс. Кроме того, экстракция коры щелочью уменьшает выход нативных продуктов, вследствие их частичного окисления и приводит к их использованию исключительно как дубильных веществ в кожевенной промышленности.

Известен способ [SU А.с. 1089128, опубл. 30.04.1984 бюл. №16], в котором в качестве органического растворителя предложен 10-20%-ный водный раствор эфироальдегидной фракции состава, %: этанол 85-90; метанол 6,5-8,0; бутанол 2,5-6,3; альдегиды 0,3-0,5; эфиры 0,2-0,3, азотистые основания в пересчете на NH4OH 0,1-0,3. Способ осуществляют путем экстракции органическим растворителем в 1,5-2,0%-ном водном растворе едкого натра при 65-75°С в течение 5-5,5 ч измельченной до размера частиц 10-30 мм коры лиственницы с последующими экстракцией остатка коры горячей водой, нейтрализацией объединенных экстрактов на катионообменной смоле КУ-2 и упариванием полученного экстракта.

Однако и этот способ имеет свои недостатки: нейтрализация экстрактов приводит к окислению дубильных веществ; применение комплексного состава органического растворителя - к усложнению технологической схемы в связи с необходимостью узла регенерации этанола, газовых выбросов и утилизации сточных вод.

Известен способ переработки коры деревьев хвойных пород [RU Пат. 2400357, опубл. 10.11.2009 бюл. №27], включающий измельчение коры (фракция 2-10 мм), последовательную экстракцию углеводородным растворителем и водой, концентрирование экстракта и выделением целевых фракций липидов и полифенолов.

Недостатком данного способа является его многостадийность и, как следствие, продолжительность.

Прототипом к заявленному изобретению является способ, включающий экстракцию измельченной (фракция частиц 0,5-1,0 мм) коры бинарным водно-органическим экстрагентом, в котором в качестве органического растворителя используют моноэтаноламин с концентрацией в воде 1,0-5,0%, при температуре экстрагирования 50 и 80°С, продолжительностью 16 ч и жидкостном модуле 1:10 [Пермякова, Г.В. Экстракция коры хвойных водой с добавлением моноэтаноламина / Г.В. Пермякова, С.Р. Лоскутов, А.В. Семенович // Химия растительного сырья. - 2008. - №1. - С. 37-40.]

Способ имеет недостатки: при использовании в промышленных масштабах моноэтаноламин, выбранный добавкой к основному экстрагенту - воде, представляет опасность для объектов окружающей среды, так как является горючей жидкостью. По степени воздействия на организм человека - высокоопасное вещество (2 класс опасности), по параметрам острой токсичности - умеренно опасное - негативно влияет на центральную нервную систему, функцию печени, почек, кроветворения, репродуктивную функцию. Способ получения комплекса экстрактивных веществ требует больших затрат времени, характеризуется высокой энергоемкостью, связанной с энергозатратами на стадии экстракции.

Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка более экспрессного и менее токсичного способа извлечения комплекса биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород с помощью бинарного водно-органического экстрагента.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород, включающем экстракцию измельченной до фракции частиц 0,5-1,0 мм коры хвойных древесных пород бинарным водно-органическим экстрагентом с концентрацией 1,0-5,0% при температуре экстрагирования 80°С и жидкостном модуле 1:10, новым является то, что в качестве органического компонента бинарного водно-органического экстрагента используют триэтаноламин, экстракцию осуществляют в течение 6 часов, после чего экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема.

Предлагаемый способ отличается от прототипа типом выбранного органического компонента экстрагента (триэтаноламин), временем проведения экстракции, способом выделения и концентрирования экстракта.

Перечисленные выше признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не выявлены, что обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Необходимость создания настоящего изобретения обусловлена тем, что используемый как добавка к основному экстрагенту воде - триэтаноламин обладает высокой экстрагирующей способностью, химически индифферентен по отношению к целевым компонентам, стабилен к температурным и химическим воздействиям в условиях проведения экстракции. Использование данного экстрагента обусловлено его меньшей токсичностью, регенерируемостью и дешевизной.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

В качестве сырья используют кору хвойных древесных пород - лиственницы, сосны, пихты. Влажную кору, произведенную после окорки сортимента древесины хвойных пород путем ее скалывания и отрыва, высушивают при комнатной температуре до постоянной влажности. После этого материал измельчают с помощью ручной корорубки, а затем подвергают тонкому измельчению в дробилке молотковой до фракции частиц 0,5-1 мм.

Экстракцию осуществляют в аппарате, снабженном рубашкой для обогрева, автоматическим устройством для регулирования температуры, мешалкой и обратным холодильником. В экстрактор помещают бинарный водно-органическим экстрагент (вода-триэтаноламин) с концентрацией триэтаноламина в воде равной 1-5% и нагревают до температуры 80°С. При достижении температуры экстрагента 80°С в экстрактор добавляют измельченную кору при жидкостном модуле 1:10 и присоединяют обратный холодильник. Экстракцию проводят в течение 6 часов при температуре 80°С. Горячий экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема. Пример 1. Извлечение биологически активных соединений из коры лиственницы Высушенную, измельченную до фракции частиц 0,5-1 мм кору лиственницы массой 1 кг помещают в экстрактор, содержащий предварительно нагретый на водяной бане до 80°С бинарный водно-органическим экстрагент (вода-триэтаноламин) с концентрацией триэтаноламина в воде равной 1,0% объемом 10 дм3 (жидкостной модуль 1:10), присоединяют обратный холодильник и смесь выдерживают при температуре 80°С в течение 6 часов. Горячий экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема.

Полученный экстракт с выходом до 18,57% сухих веществ экстракта от массы сухого сырья (коры) представляет собой вязкую, густую, тягучую жидкость темно-коричневого цвета, без запаха.

Пример 2. Извлечение биологически активных соединений из коры сосны Высушенную, измельченную до фракции частиц 0,5-1 мм кору сосны массой 1 кг помещают в экстрактор, содержащий предварительно нагретый на водяной бане до 80°С бинарный водно-органическим экстрагент (вода-триэтаноламин) с концентрацией триэтаноламина в воде равной 2,5%, объемом 10 дм3 (жидкостной модуль 1:10), присоединяют обратный холодильник и смесь выдерживают при температуре 80°С в течение 6 часов. Горячий экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема.

Выход полученного экстракта достигает 44,26% сухих веществ экстракта от массы сухого сырья (коры).

Пример 3. Извлечение биологически активных соединений из коры пихты Высушенную, измельченную до фракции частиц 0,5-1 мм кору пихты массой 1 кг помещают в экстрактор, содержащий предварительно нагретый на водяной бане до 80°С бинарный водно-органическим экстрагент (вода-триэтаноламин) с концентрацией триэтаноламина в воде равной 5,0%, объемом 10 дм3 (жидкостной модуль 1:10), присоединяют обратный холодильник и смесь выдерживают при температуре 80°С в течение 6 часов. Горячий экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема.

Выход полученного экстракта достигает 58,33% сухих веществ экстракта от массы сухого сырья (коры).

Состав экстрактов коры хвойных, получаемых водой с добавлением триэтаноламина делает их перспективными для дальнейшей переработки. Результаты анализа триэтаноламинных экстрактов коры сосны, лиственницы, пихты с концентрациями триэтаноламина в воде 1,0-5,0% показали содержание в них фенолов (фенол, гваякол, м-, п- и о-крезолы, 2,6-ксиленол) - 1,9±0,5 мг/дм3 и 2,5±0,6 мг/дм3 соответственно, обнаружены кверцетин, дегидрокверцетин, бензойная, салициловая, коричная кислоты.

При использовании органических амфолитов (триэтаноламина) в процессе экстракционной переработки коры в значительной степени предотвращаются окислительные процессы во время экстракции, ингибируется конденсация полифенольных соединений и обеспечивается сохранность углеводного комплекса (полиозы и целлюлоза).

Способ экстракции коры не требует употребления дорогостоящих реагентов, высококачественного сырья и разделения его по породам. Твердый остаток коры перерабатывается в поглотитель для сбора проливов нефтепродуктов. Отработанные поглотители нефтепродуктов после механического отжима могут быть использованы в качестве топлива или без дополнительной обработки при производстве кирпича, керамзитового гравия.

Способ извлечения биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород, включающий экстракцию измельченной до фракции частиц 0,5-1,0 мм коры хвойных древесных пород бинарным водно-органическим экстрагентом с концентрацией 1,0-5,0% при температуре экстрагирования 80°С и жидкостном модуле 1:10, отличающийся тем, что в качестве органического компонента бинарного водно-органического экстрагента используют триэтаноламин, экстракцию осуществляют в течение 6 часов, после чего экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 1/10 первоначального объема.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к тепло-, массообменном оборудованию. Насадка содержит образующие пакет ячейки.

Изобретение касается экстракционной колонны. Экстракционная колонна, имеющая по крайней мере по участкам цилиндрический вертикально направленный корпус колонны, который образует внутренний объем колонны, который имеет горизонтальную максимальную протяженность, причем в корпусе колонны выполнены по меньшей мере одна первая подводящая линия для экстрагирующего агента, по меньшей мере одна вторая подводящая линия для текучей среды, подлежащей экстракции, и по меньшей мере одна отводящая линия для экстрактивной смеси и по меньшей мере одна отводящая линия для рафината, отличающаяся тем, что во внутреннем объеме колонны расположено вертикально направленное разделительное устройство, которое разделяет внутренний объем колонны на несколько вертикально направленных и горизонтально отделенных областей, причем горизонтальная максимальная протяженность каждой области при каждом горизонтальном сечении через корпус колонны, который разделяет разделительное устройство, меньше, чем горизонтальная максимальная протяженность внутреннего объема колонны, области у их верхних краев заканчиваются в совместной головной части колонны, а у их нижних краев - в совместной кубовой части колонны, причем в области головной части колонны и в области кубовой части колонны горизонтальная протяженность внутреннего объема колонны не разделяется разделительным устройством, и у головной части колонны расположена одна из подводящих линий, а у кубовой части колонны расположена другая из подводящих линий.

Изобретение относится к способу получения ароматической дикарбоновой кислоты, включающему каталитическое окисление углеводородного предшественника в органическом растворителе, включающему следующие стадии: i) разделение отходящего газа от стадии окисления на обогащенный органическим растворителем жидкий поток и обогащенный водой паровой поток на стадии дистилляции; и ii) отделение водного маточного раствора для очистки, содержащего органические соединения, от кристаллов очищенной ароматической дикарбоновой кислоты на стадии разделения, характеризующемуся тем, что способ дополнительно включает следующие стадии: iii) перенос водного маточного раствора для очистки от стадии разделения на стадию экстракции; iv) экстрагирование указанных органических соединений из водного маточного раствора для очистки посредством приведения в контакт водного маточного раствора для очистки при температуре, составляющей по меньшей мере 90°С, с органической жидкостью на стадии экстракции с образованием водной фазы и органической фазы, где концентрация указанных органических соединений в водной фазе меньше, чем концентрация указанных органических соединений в водном маточном растворе для очистки; и v) перенос водной фазы на указанную стадию дистилляции.

Изобретение относится к конструкциям центробежных экстракторов для системы жидкость-жидкость в технологии очистки и разделения эмульсий не смешивающихся жидкостей в урановой и радиохимической промышленности, в процессах гидрометаллургии, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, в технологии разделения эмульсий нефти.

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, преимущественно колумбитового или колумбито-танталитового концентрата. Способ разделения соединений ниобия и тантала включает коллективную экстракцию октанолом-1 ниобия и тантала из кислых сульфатно-фторидных растворов и добавку в полученный после экстракции раствор серной и плавиковой кислот.

Изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы и жидкость - жидкость (например, растворение, дегидратация, эмульгирование, экстрагирование), в особенности для процессов, в которых твердые частицы склонны к образованию больших труднорастворимых кусков, а после растворения твердой фазы продолжается процесс взаимодействия между тяжелым концентрированным раствором и не прореагировавшей легкой жидкостью, либо при суспендировании полидисперсной смеси частиц, образующих плотный осадок, в том числе гелеобразный, и может быть использовано в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой, биотехнологической и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к производству сухих экстрактов из растительного сырья, обладающих высокой пищевой ценностью и высокой биологической активностью, предназначенных для использования в пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслях промышленности.

Предлагаемое изобретение относится к аппаратам для проведения массообменных процессов в гетерогенных системах жидкость - твердые частицы и жидкость - жидкость (например, растворение, дегидратация, эмульгирование, экстрагирование), в особенности для процессов, в которых твердые частицы склонны к образованию больших труднорастворимых кусков, например, образующихся при абсорбции атмосферной влаги либо при контакте твердой фазы с жидкостью, а после растворения твердой фазы продолжается процесс взаимодействия между тяжелым концентрированным раствором и непрореагировавшей легкой жидкостью, либо при суспендировании полидисперсной смеси частиц, образующих плотный осадок, в том числе гелеобразный.

Изобретение относится к химическим аппаратам для экстракции в системах «жидкость-жидкость», широко используемых в химической и смежной с нею отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии переработки растительного сырья, конкретно к способу получения биологически активных веществ и кормовой муки из древесной зелени различных пород.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Извлечение биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород включает экстракцию измельченной до фракции частиц 0,5-1,0 мм коры хвойных древесных пород бинарным водно-органическим экстрагентом с концентрацией 1,0-5,0 при температуре экстрагирования 80°С и жидкостном модуле 1:10. В качестве органического компонента бинарного водно-органического экстрагента используют триэтаноламин. Экстракцию осуществляют в течение 6 часов, после чего экстракт отфильтровывают и отгонкой при помощи ротационного испарителя при температуре 40°С удаляют воду, концентрируя экстракт до 110 первоначального объема. Предложенное изобретение обеспечивает более экспрессный и менее токсичный способ извлечения комплекса биологически активных соединений из коры хвойных древесных пород с помощью бинарного водно-органического экстрагента. 3 пр.

Наверх