UA147222U

UA147222U - METHOD OF OBTAINING TRANSPARENT AQUEOUS EXTRACT OF AMBER

Info

Publication number: UA147222U
Application number: UAU202007160U
Authority: UA
Inventors: Валентин Миколайович Чорний; Тарас Григорович Мисюра; Наталія Вікторівна Попова; Володимир Леонідович Зав'ялов
Original assignee: Національний Університет Харчових Технологій
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2021-04-21

Abstract

Спосіб отримання прозорого водного екстракту бурштину включає очищення і подрібнення сировини, заливання її екстрагентом, екстрагування бурштину при перемішуванні, зливання суміші та її фільтрацію для розділення шроту та екстракту. Як екстрагент використовується малополярний розчинник. До отриманого екстракту бурштину додається вода з утворенням рідинної суміші та з подальшим вилученням малополярного розчинника із цієї суміші методом перегонки за температури кипіння розчинника 55-80 °C та очищенням отриманого розчину від колоїдних частинок шляхом мікрофільтрації із застосуванням фільтраційних мембран із розмірами пор 0,3-0,2 мкм.The method of obtaining a clear aqueous extract of amber includes purification and grinding of raw materials, filling it with extractant, extracting amber with stirring, draining the mixture and filtering it to separate the meal and extract. A low-polar solvent is used as the extractant. Water is added to the obtained amber extract to form a liquid mixture and then remove the low-polar solvent from this mixture by distillation at the boiling point of the solvent 55-80 ° C and purification of the resulting solution from colloidal particles by microfiltration using filtration membranes with pore sizes of 0.3- 0.2 μm.

Description

Корисна модель належить до хімічної технології застосування природних смол в промисловості для виготовлення харчової і косметичної продукції, лікарських і фармацевтичних засобів на основі бурштину.The utility model belongs to the chemical technology of using natural resins in industry for the production of food and cosmetic products, medicinal and pharmaceutical products based on amber.

Найближчим аналогом до пропонованого за технічною суттю є спосіб виробництва настою спиртового для напоїв, що включає подрібнювання сировини, заливання її водно-спиртовим розчином, настоювання сировини у водно-спиртовому розчині при перемішуванні і витримці та зливання настою (ША 91256 С2, Бюл. Мо 13 від 12.07.2010! (ША 108097 ШО, Бюл. Мо 12 від 24.06.2016). Описані способи передбачають перемішування ультразвуковими хвилями з частотою 50-160 кГц з інтенсивністю 0,1-1,5 Вт/сме протягом 1-5 хвилин та періодичністю у 5-10 хвилин.The closest analogue to the proposed one in terms of technical essence is the method of production of alcoholic infusion for drinks, which includes grinding raw materials, pouring them with a water-alcohol solution, infusing the raw materials in a water-alcohol solution with stirring and aging, and draining the infusion (ША 91256 C2, Bul. Mo 13 dated 07/12/2010! (ША 108097 SHО, Bul. Mo 12 dated 06/24/2016). The described methods involve mixing with ultrasonic waves with a frequency of 50-160 kHz with an intensity of 0.1-1.5 W/sme for 1-5 minutes and every 5-10 minutes.

Недоліками цього способу є його непридатність використання в галузях промисловості, де є недопустимим наявність спиртової фракції, а екстрагування водою або водно-спиртовим розчином із часткою спирту менше 70 95 не дозволяє отримати екстракт із комплексом цільових компонентів, що містяться в бурштині.The disadvantages of this method are its unsuitability for use in industries where the presence of an alcohol fraction is unacceptable, and extraction with water or a water-alcohol solution with an alcohol fraction of less than 70-95 does not allow obtaining an extract with a complex of target components contained in amber.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого способу, який дозволить методами розділення рідких неоднорідних систем одержувати прозорі екстракти на водній основі з подальшою можливістю використання в хімічній, харчовій, фармацевтичній, косметичній галузях.The basis of a useful model is the task of creating such a method, which will allow the methods of separation of liquid heterogeneous systems to obtain transparent water-based extracts with the subsequent possibility of use in the chemical, food, pharmaceutical, and cosmetic industries.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб отримання прозорого водного екстракту бурштину включає очищення і подрібнення сировини, заливання її екстрагентом, екстрагування бурштину при перемішуванні, зливання суміші та її фільтрацію для розділення шроту та екстракту, згідно з корисною моделлю, як екстрагент використовується малополярний розчинник, до отриманого екстракту бурштину додається вода з утворенням рідинної суміші та з подальшим вилученням малополярного розчинника із цієї суміші методом перегонки за температури кипіння розчинника 55-80 "С та очищенням отриманого розчину від колоїдних частинок шляхом мікрофільтрації із застосуванням фільтраційних мембран із розмірами пор 0,3-0,2 мкм.The task is solved by the fact that the method of obtaining a transparent aqueous extract of amber includes cleaning and grinding the raw material, pouring it with an extractant, extracting the amber with stirring, draining the mixture and filtering it to separate the meal and the extract, according to a useful model, a low-polarity solvent is used as an extractant, to water is added to the obtained amber extract with the formation of a liquid mixture and with subsequent extraction of the low polar solvent from this mixture by distillation at the boiling temperature of the solvent 55-80 "С and purification of the obtained solution from colloidal particles by microfiltration using filtration membranes with pore sizes of 0.3-0 ,2 μm.

Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і очікуваним результатом полягає в наступному.The causal relationship between the proposed features and the expected result is as follows.

Зо Вилучення цільових компонентів доцільно проводити малополярними розчинниками, що дозволяє вилучати повний комплекс речовин бурштину. Таким чином досягається вилучення як кислот, так і ефірної олії, розчинної фракції смоли. Використання води як екстрагента не дає можливості ефективного вилучення комплексу речовин, що містяться в бурштині. Тому, щоб отримати водний екстракт варто провести заміщення рідинного середовища екстракту. До екстракту з малополярним розчинником необхідно додати воду, щоб утворити рідинну суміш, з якої шляхом перегонки легколеткої фракції малополярного розчинника вдасться вилучити із суміші розчинник, залишивши в об'ємі водного середовища комплекс цільових компонентів екстракту бурштину. На етапі утворення рідинної суміші можливо розрахувати кількість води, яку буде додано до екстракту та задати значення вмісту сухих речовин у водному екстракті, виходячи із матеріального балансу, попередньо знаючи таке значення у вихідному екстракті.It is advisable to extract the target components with low-polarity solvents, which allows the complete complex of amber substances to be extracted. In this way, the extraction of both acids and essential oil, the soluble fraction of the resin, is achieved. The use of water as an extractant does not allow effective extraction of the complex of substances contained in amber. Therefore, in order to obtain an aqueous extract, it is necessary to replace the liquid medium of the extract. It is necessary to add water to the extract with a less polar solvent to form a liquid mixture from which, by distilling the volatile fraction of the less polar solvent, it will be possible to remove the solvent from the mixture, leaving a complex of the target components of the amber extract in the volume of the aqueous medium. At the stage of formation of a liquid mixture, it is possible to calculate the amount of water that will be added to the extract and to set the value of the content of dry substances in the aqueous extract, based on the material balance, having previously known this value in the original extract.

Розділення рідинної суміші малополярного екстракту бурштину та води слід проводити шляхом відгонки легколеткої фракції малополярного розчинника за температури 55-80 "С. Така температура визначається точкою кипіння розчинника, який було вибрано для проведення екстрагування бурштину. При цьому температура перегонки не має бути достатньою, щоб повністю вилучити легколетку фракцію з об'єму суміші, а водна фракція залишилася в цьому об'ємі.The separation of the liquid mixture of the low-polarity extract of amber and water should be carried out by distilling the volatile fraction of the low-polarity solvent at a temperature of 55-80 "C. This temperature is determined by the boiling point of the solvent that was chosen for the extraction of amber. At the same time, the distillation temperature should not be sufficient to fully remove the volatile fraction from the volume of the mixture, and the water fraction remained in this volume.

В результаті додавання води до малополярного екстракту бурштину відбувається процес солюбілізації в якому в результаті взаємодії розчинених речовин бурштину та води утворюються міцели. Цей процес міцелоутворень перетворює екстракт бурштину в колоїдний розчин білого кольору. Тому з метою отримання прозорого безбарвного екстракту бурштину застосовується пропонований спосіб.As a result of adding water to the low-polar amber extract, a solubilization process occurs, in which micelles are formed as a result of the interaction of dissolved substances of amber and water. This process of micelle formation turns the amber extract into a white colloidal solution. Therefore, in order to obtain a transparent colorless extract of amber, the proposed method is used.

Експериментально встановлено, що освітлення міцелярного екстракту бурштину досягається фільтруванням розчину крізь мембрани із розмірами пор в 0,3-0,2 мкм. Тобто варто проводити мікрофільтрацію екстракту з метою затримання міцел на поверхні фільтрувальної мембрани. Для отримання прозорого екстракту бурштину на водній основі необхідно використовувати такі фільтрувальні мембрани, пермеат яких буде відповідати бажаним вимогам за органолептичними та хімічними показниками. Концентрація цільових речовин екстракту в пермеаті буде залежати від розміру пор фільтрувальної мембрани. Тому відповідно, використання мембран із меншим розміром пор впливатиме на вміст розчинених цільових бо компонентів в екстракті.It was experimentally established that clarification of micellar amber extract is achieved by filtering the solution through membranes with pore sizes of 0.3-0.2 microns. That is, it is worth performing microfiltration of the extract in order to retain the micelles on the surface of the filter membrane. To obtain a transparent extract of amber on a water basis, it is necessary to use such filter membranes, the permeate of which will meet the desired requirements in terms of organoleptic and chemical indicators. The concentration of target extract substances in the permeate will depend on the pore size of the filter membrane. Therefore, accordingly, the use of membranes with a smaller pore size will affect the content of dissolved target components in the extract.

Спосіб здійснюється таким чином. Бурштин піддають очищенню від сторонніх домішок та подрібнюють до розмірів, що забезпечить високу площу контакту фаз при проведенні процесу екстрагування. Завантаження бурштину в екстрактор та заливання його екстрагентом, після чого відбувається безпосереднє екстрагування. Потім одержана суміш зливається з екстрактора та подається на фільтрацію для розділення шроту та екстракту. До отриманого екстракту додається попередньо визначена частка води, в результаті чого утворюється рідинна суміш, яка направляється в дистилятор для повної відгонки легколеткої фракції малополярного розчинника за температурою його кипіння 55-80 "С. Потім отриманий водний екстракт фільтрується від колоїдних частинок шляхом мікрофільтрації із застосуванням фільтраційних мембран із розмірами пор 0,3-0,2 мкм.The method is carried out as follows. Amber is cleaned of extraneous impurities and crushed to a size that will provide a high area of phase contact during the extraction process. Loading amber into the extractor and filling it with extractant, after which direct extraction takes place. Then the resulting mixture is drained from the extractor and submitted to filtration to separate the meal and the extract. A predetermined portion of water is added to the obtained extract, as a result of which a liquid mixture is formed, which is sent to a distiller for complete distillation of the volatile fraction of a low-polarity solvent at its boiling point of 55-80 "C. Then the obtained aqueous extract is filtered from colloidal particles by microfiltration using filtration membranes with pore sizes of 0.3-0.2 microns.

Технічним результатом передбачено створення способу, який дозволить методами розділення рідких неоднорідних систем одержувати прозорі екстракти на водній основі з подальшою можливістю використання в хімічній, харчовій, фармацевтичній, косметичній галузях.The technical result envisages the creation of a method that will allow the methods of separation of liquid heterogeneous systems to obtain transparent water-based extracts with the further possibility of use in the chemical, food, pharmaceutical, and cosmetic industries.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of obtaining a clear aqueous extract of amber, which includes cleaning and grinding the raw material, pouring it with an extractant, extracting the amber with stirring, draining the mixture and filtering it to separate the meal and the extract, which is characterized by the fact that a low-polarity solvent is used as an extractant, to the obtained water is added to the amber extract with the formation of a liquid mixture and with the subsequent extraction of a low-polarity solvent from this mixture by the method of distillation at the boiling temperature of the solvent 55-80 C and the resulting solution is purified from colloidal particles by microfiltration using filtration membranes with pore sizes of 0.3-0.2 µm