Ученые нашли способ удешевить и ускорить производство эфирных масел.
Использование СВЧ-генераторов малой мощности позволит значительно сократить потребление электроэнергии и сроки производства. Экономичный способ получения эфирных масел запатентовала группа ученых Крымского федерального университета (КФУ). Инженерное решение нового устройства разработал магистрант Александр Ахрамеев.
Сегодня эфироносы на полуострове занимают примерно 40 тысяч гектаров. А всего три года назад занимали 69 тысяч гектаров. Сокращение произошло из-за уменьшения посадки кориандра. Пять лет назад сельхозтоваропроизводители республики чрезмерно увлеклись этим неприхотливым растением, тем самым создав кризис его перепроизводства. Теперь баланс выровнялся, но посевы кориандра существенно сократились. В то же время плантации розы, в советское время располагавшиеся на 2,5 тысячи гектаров, сегодня занимают скромные 70 с перспективой увеличения до 100.
В Крыму в промышленных масштабах выращивают и перерабатывают розу, лаванду, шалфей, кориандр, а также дикорастущую полынь таврическую. Самыми крупными переработчиками сырья являются зеленогорский комбинат “Эфир”, Алуштинский и Бахчисарайский эфиромасличные заводы, симферопольское предприятие “Техарома”, а также НИИ сельского хозяйства Крыма.
При этом получение эфирных масел, особенно самого дорогого из них, розового, процесс длительный и энергозатратный. Розовые лепестки собирают рано утром, еще до восхода солнца. Уже в 10 часов сбор заканчивается.
– После 10 часов процесс испарение масла начнет преобладать над процессом синтеза и масла в лепестках будет очень мало, – рассказала заведующая кафедрой технологии и оборудования производства жиров и эфирных масел, кандидат биологических наук, доцент сельхозакадемии КФУ Наталья Глумова. – После 16 часов можно снова собирать розу, но ее цена будет в два раза ниже, потому что там меньше полезных веществ. В розе очень много летучих компонентов.
Производство эфирных масел начинается с ферментации. Для этого сырье, будь то лепестки роз, стебли лаванды или шалфея, замачивают на два часа в водно-солевом растворе. Так происходит ферментация, позволяющая освободить масло, находящееся в сырье в связанном состоянии.
При ферментации увеличивается количество спирта, таким образом повышается качество и выход эфирного масла, – рассказал “РГ” создатель нового аппарата, магистрант сельхозакадемии КФУ Александр Ахрамеев. – Однако ферментация в жидкой среде не позволяет в дальнейшем перерабатывать его способом экстракции. Эфиромасличная роза содержит очень малое количество масла. Промышленный выход составляет всего восемь сотых процента. Наша конструкция с применением СВЧ-генераторов дает возможность в безводной среде произвести ферментацию.
Ученые изучали воздействие на сырье ультразвуком, инфракрасным излучением. Это также дает эффект ферментации, но лучший результат показала именно СВЧ-технология. Она позволяет в 60 раз ускорить процесс.
– Мы используем генератор СВЧ очень малой мощности, всего 200 ватт, и в этом наше преимущество перед традиционным способом ферментации, – говорит научный руководитель проекта, профессор, доктор технических наук Владимир Шляпников. – СВЧ экономит электроэнергию по сравнению с используемой сегодня технологией. Там нужно 15 – 20 киловатт для ферментации, а тут всего два. Там процесс занимает два часа, а тут две минуты. Этот способ подходит не только для розы, но и для других видов цветочно-травянистого сырья.
Вся конструкция представляет собой цилиндр длиной около трех метров и 30 сантиметров в диаметре. С двух сторон, на входе и выходе, стоят сырьевые пробки, препятствующие СВЧ-излучению за пределами аппарата. По технике безопасности это защищает оператора от вредного воздействия. Ученые уже испытали свою установку в лабораторных условиях и получили обнадеживающий результат. После оформления патента первый образец революционного оборудования планируют поставить на Алуштинский эфиромасличный завод, где он пройдет проверку в условиях реального производства.
– Это пионерская работа. Такая конструкция найдет применение не только в эфиромасличной отрасли, – говорит профессор Владимир Шляпников. – СВЧ-конструкций очень много, и обычно они имеют контейнерный тип. Здесь же совсем другой принцип устройства. СВЧ-генераторы расположены по спирали, как идет шнек. Благодаря этому они более равномерно нагреваются. У лепестков розы очень высокая влажность, 82 процента. В обычной контейнерной конструкции СВЧ подсушит лишь верхний слой лепестков, а до низа не дойдет. В конструкции Александра слои перемешиваются равномерно и так же равномерно сохнут.