Производство биологически активных веществ из древесной зелени

Существенной частью биомассы кроны дерева по величине и специ­фической по структуре является древесная зелень (ДЗ). Как источник разнообразных биологически активных веществ она может служить при со­ответствующей технологии заготовки, ценным сырьем для получения раз­личной продукции, товарная стоимость которой соизмерима со стоимостью продукции из стволовой древесины.

В лесной промышленности ДВ региона в настоящее время признается только ствол, а все остальное, в том числе и крона дерева, считается отхо­дами. Эти отходы, загромождающие лесосеку, либо оставляют на месте за­готовки, либо сжигают, при этом расходуются огромные средства на их сбор и утилизацию, а главное в огне гибнет настоящее богатство.

В клетках древесной зелени заключены многочисленные, необходимые животным и человеку биологически активные вещества: витамины, хлоро­филл, фитонцинды, микроэлементы и т. д., регулирующие жизнедеятельность живого организма, защищающие его от патогенного микромира, а также энергетические вещества: углеводы, белки, жиры. Многочисленными иссле­дованиями и практической работой ряда предприятий доказано, что эти ве­щества можно получать из ДЗ и использовать в качестве кормов, источни­ка микроэлементов, витаминов, лекарственных и косметических препаратов. Только выявленная потребность в этих продуктах удовлетворяется в на­стоящее время на 10 — 15 %. По имеющимся прогнозам вовлечение в пере­работку экономически доступных ресурсов ДЗ позволит создать новую под отрасль лесного и агропромышленного комплексов.

Сырьем для заготовки ДЗ служат свежесрубленные ветки и вершин­ки, а также тонкомерные деревья при проведении рубок ухода. Средний запас ДЗ хвойных пород на 1 га, покрытый лесом спелых насаждений, ра­вен, по оценкам исследователей, 11 т.

Общая площадь спелых и перестойных лесов ели и пихты Хабаров­ского края, пригодных для эксплуатации, составляет 5 320 тыс. га, а объем ДЗ этих насаждений соответственно равен 58 520 тыс. т., из них непосред­ственно пихтовые насаждения занимают площадь 447,8 тыс. га, а запасы ее ДЗ составляют 4 925,8 тыс. т.

Переработке ДЗ предшествуют ее заготовка, сбор и транспортировка, которые составляют значительную часть трудозатрат (60 — 70 %) при произ­водстве продуктов из этого сырья.

В целях более полного использования ДЗ и повышения ее качества это сырье целесообразно собирать непосредственно на лесосеках, т. к. при трелевке и транспортировке древесных хлыстов теряется определенная часть ДЗ и веток, кроме того, они загрязняются минеральными примесями.

Как показали наблюдения, затраты на сбор и укладку веток комлями в одну сторону в кучи рядом с волоком практически равны трудозатра­там сбора и сжигания веток. В некоторых регионах страны практикуется сбор ДЗ с растущих деревьев. Однако доля заготовленной таким образом ДЗ невелика — этот способ сбора трудоемок, малопроизводителен и, естест­венно, малоперспективен. Кроме того, полностью не выяснено влияние об­резки побегов на рост и развитие деревьев.

Механизации сбора лесосечных отходов пока не уделено должного внимания. Применяемые на лесозаготовках подборщики с рабочими орга­нами вилочного или грабельного типа сгребают древесные отходы в валы и кучи, загрязняя и смешивая их с почвой, что приводит к невозможности их дальнейшей переработки.

Основной технической проблемой при утилизации ДЗ является и от­деление ее от ветвей и сучьев. В настоящее время применяют несколько способов: механический, механопневматический и механогидравлический. Наиболее широкое применение получили механический и механопневмати — ческий способы ( отделители марок: ОЗП -1; ОДЗ — 3; ОДЗ — 12; ИПС — 1). В то же время при их применении возникают следующие трудности: не­возможность обеспечения качественного разделения зеленой массы и дре­весных сучьев, недостаточная производительность рабочих органов, ограни­ченная необходимостью поштучной и ориентированной подачи ветвей на загрузочные транспортеры отделителей зелени. Учитывая, что срок сохра­нения «свежей» ДЗ хвойных пород не должен превышать трое суток, а в летнее время ее лучше всего перерабатывать в день заготовки, в ДВ ре­гионе, где объемы переработки ДЗ будут незначительными, сбор веток и отделение зелени от них на первых порах рекомендуется проводить вручную.

Рассмотрим некоторые технологии производства продукции из древесной зелени.

Производство витаминной муки. В последнее время особенно остро стоит вопрос восполнения витаминов в современных комбикормах. Обес­печить потребность в синтетических витаминах не представляется воз­можным, а дальнейшее увеличение производства мяса и молочных про­дуктов требует поиска витаминных ресурсов для организации полноценно­го кормления. Важным источником пополнения витаминов является хвоя. О целесообразности переработки хвои для этих целей говорит тот факт, что свежие иглы ели и сосны содержат в 1 кг до 160 мт каротина и до 3 800 мг витамина С. В настоящее время в сельском хозяйстве существует дефицит перевариваемого протеина в кормах. Вследствие недостатка про­теина в рационах перевариваемость и использование кормов ухудшается, снижается продуктивность животных, качество продукции и увеличива­ются непроизводительные затраты кормов на единицу продукции. Следова­тельно, организация производства витаминной муки в крае из древесной зелени будет способствовать интенсивному развитию всех видов животно­водства и птицеводства. Для изготовления витаминной муки рекомендуется использовать стационарные агрегаты АВМ — 0,65 и передвижные установки СХБП -0,1. Применительно к ДВ региону наибольший интерес представ­ляют передвижные установки.

Технологический процесс производства витаминной муки на пере­движной установке СХБП — 0,1 включает следующие операции: первичное измельчение, сушку, вторичное измельчение ДЗ до состояния муки. Для первичного измельчения ДЗ, отделенной от ветвей, используется дробиль­ный агрегат ДКУ — М. Сушка осуществляется в барабанной сушилке СЗПБ — 2, состоящей из топки, футерованной огнеупорным кирпичом, рас­считанной на применение твердого топлива, барабана диаметром 1 м дли­ной 4,6 м, опирающегося на четыре пары роликов (две пары приводные). Сушка осуществляется в течение 5 — 10 сек. до влажности 6 — 9 % при температуре теплоносителя 200 — 300 иС. Высушенная ДЗ вместе с потоком воздуха, создаваемого вентилятором, подается в дробилку — мельницу ДКУ — 1, в которой доизмельчается и превращается в витаминную муку. Полученная мука выгружается в питатель — дозатор и затаривается в меш­ки. Установку СХБП -0,1 обслуживают 4 человека.

Производство эфирных масел. Применительно к ДВ региону интерес представляет возобновление производства пихтового масла. В самый интен­сивный период выработки масла (1986 — 1990 г.) в ДВ регионе его произ­водили свыше 60 лесхозов, леспромхозов и других организаций. Получать его можно из ДЗ пихты, кедра, ели и т. д. Наибольший интерес представля­ет эфирное масло и ДЗ пихты белокорой, растущей только на ДВ и со­держащей от 2 до 5 % эфирных масел, что в 5 и 10 раз больше, чем в ели и сосне соответственно. Ценность пихтовому маслу придают содержащиеся в нем борнилацетат, борнеол и другие компоненты.

Дальневосточное пихтовое масло обладает высоким бактерицидным, противовоспалительным, ранозаживляющим, антимикробным, дезинфицирую­щим и другими ценными свойствами. В народной медицине масло приме­няется для лечения заболеваний периферической нервной системы, бронхов, ангины, воспаления легких, гриппа, простатитов, острых респира­торных заболеваний. Оно повышает устойчивость организма к инфекци­онным воздействиям, обогащает жизненно важные органы кислородом, по­могает избавиться от бессонницы и неврозов.

При производстве пихтового масла сопутствующим продуктом являет­ся вода хвойная (флорентинная). Она содержит биологически активные ве­щества, витамины, микроэлементы и другие соединения.. В народной ме­дицине она применяется для лечения гриппа, ОРЗ, простатита, заболеваний желудочно — кишечного тракта и других.

В настоящее время производством пихтового масла в Хабаровском крае практически не занимается никто. Обусловлено это низкой рента­бельностью, отсутствием рынков сбыта (в небольших количествах оно реа­лизуется для хозяйственных нужд, а также применяется в народной меди­цине), невозможностью его распространения через аптечную сеть и офици­ального применения в медицине в виду отсутствия фармокопейной ста­тьи. Эту ситуацию использовали сибирские производители пихтового масла, имеющие такую статью и заполнившие рынок Хабаровского края своей продукцией. В крае только ООО «Фитонцид» ведет работы по получению фармокопейной статьи и возобновлению производства масла.

Наиболее целесообразно переработку пихтовой древесной зелени ор­ганизовать в следующих районах Хабаровского края:

— Лазовском — запас ДЗ 28 тыс. т.;

— Ульчьском — запас ДЗ 8 тыс. т.;

— Ванинском — запас ДЗ 3 тыс. т.

Технология получения пихтового масла основана на трех его свой­ствах:

1. Способность перегоняться водяным паром;

2. Нерастворимость эфирных масел в воде, а воды в эфирных мас­лах (возможно взаимное незначительное эмульгирование);

3. Разность плотностей воды и эфирных масел, что обеспечивает их простое разделение.

Пихтоварные установки могут быть стационарными и передвижными. Из стационарных широкое распространение имеет западносибирская уста­новка, а из передвижных — типа ППУ — 1, технические характеристики кото­рых приведены в табл. 21.

Технические характеристики установок по производству пихтового масла

Таблица 21

Показатели

Тип установок

Западносибирская

ППУ — 1

Вместимость чана, м3

7,5

7,5

Продолжительность загрузки чана, ч.

3-4

7 — 8

Продолжительность отгонки масла, ч:

— в зимнее время

— в летнее время

16 — 17 14 — 15

18 — 20 14 — 16

Выход эфирного масла на 1 т перера­батываемого сырья, кг:

— в зимнее время

— в летнее время

15 17

15 — 16 17 — 19

Общая продолжительность отбора, ч.

19 — 20

24 — 27

При загрузке пихтовой лапки с одновременной утрамбовкой ППУ — 1 позволяет за один оборот перерабатывать 2 — 2,5 т сырья и получать около 40 кг эфирного масла.

Применительно к Хабаровскому краю, где потребность в масле для хозяйственных нужд по экспертной оценке составляет около 3 т, а при по­лучении фармокопейной статьи она возрастет ориентировочно в два раза, целесообразно использовать на первом этапе передвижные установки, из­готовить которые можно своими силами, либо с помощью машиностроите­лей края.

При переработке ДЗ пихты белокорой на передвижных установках ППУ — 1 получается 2 — 5 % эфирных масел от сухого сырья, а 95 — 98 % массы не используется. Определенный интерес в связи с этим представ­ляет технология переработки ДЗ с одновременным получением пихтового масла и витаминной муки на одной установке.

Ленинградской лесотехнической академией (ЛТА) разработана такая, практически безотходная, технологическая схема переработки ДЗ (Установ­ка комплексной переработки ДЗ), которую можно рекомендовать Дальнево­сточным предприятиям, но только после дополнительной проработки во­проса реализации одновременно получаемых на ней продуктов: масла пих­тового, витаминной муки, натурального хвойного лечебного экстракта.

Основные показатели работы установок ППУ — 1 и комплексной пере­работки приведены в табл. 22.

Данные табл. 22 свидетельствуют, что работа комплексной установки намного эффективнее передвижной, на которой получают только пихтовое масло.

При ручном сборе и отделении зелени передвижную установку об­служивает бригада в составе 5 — 6 человек, а капитальные вложения на ее изготовление и монтаж составят по экспертной оценке 200 тыс. р. При производстве пихтового масла образуется экстрагированная хвоя в количе­стве 45 кг/кг масла и флорентинная вода в количестве 50 — 54 кг/кг.

Исходя из того, что во флорентинных водах, как правило, содержит­ся 0,1 — 0,3 % эфирных масел, что превышает норму (ПДК) в 1000 раз и более, сброс такой воды в водоемы категорически не допустим. В целях улучшения экологической обстановки в районах получения пихтового мас­ла рекомендуется использовать флорентинную воду для производства тер — пеноксамата, применяемого как репеллент для отпугивания кровососу­щих: комаров, оводов, слепней, гнуса, а также эпимата — эффективного сред­ства для борьбы с садовыми и огородными вредителями, таких как: тля, листовертка, мучнистая роса и др.

Сравнительные показатели переработки древесной зелени

(по данным В. И. Ягодина, 1975г) _____________________ Таблица 22

Показатели

Установки

ППУ -1

Комплексной переработки

Расход сырья, т / год

420

976,8

Выход пихтового масла, т / год

4,1

13,2

Выход витаминной муки, т / год

370

Расход сырья на 1 тонну масла, т

102

74

Производительность, кг / ч:

— по сырью

110

325

— по маслу

1,1

4,4

Выход масла, %

65

90

Основные технико-экономические показатели производства пихтового масла на передвижных установках типа ППУ — 1:

— Объем перерабатываемого сырья за цикл — 2-2,5 т.

— Расход сырья на ед. продукции — 100 кг/кг.

— Месячный расход сырья — 30-50 т.

— Объем масла, получаемого за цикл, кг:

В зимнее время -31 — 38, в летнее время — 36 — 45.

— Продолжительность цикла, ч:

В зимнее время — 18 — 20, в летнее время — 14 — 16.

— Количество циклов в месяц — 15 — 20.

— Производительность за месяц — 500 — 600 кг.

— Единовременные на приобретение установки -200 тыс. р.

— Количество рабочих мест — 6.

— Себестоимость пихтового масла — 344 р. / кг.

— Цена внутреннего рынка — 400 р./кг (без НДС).

— Окупаемость единовременных затрат — 0,5 года.

Однако, производство эфирных масел и древесной муки не решает полно­стью проблему комплексного использования древесной зелени. В настоящее время в ЛТА г. Санкт — Петербурга разработана безотходная, экологически чистая технология переработки ДЗ хвойных и лиственных пород, основан­ная на извлечении биологически активных веществ из ДЗ совмещенной водно — бензиновой экстракции. При использовании этой технологии одно­временно можно получать эфирное масло, кормовую муку, хлорофилло — ка — ротиновую пасту и последующие продукты из нее: хлорофилин натрия, провитаминный концентрат, бальзамическую пасту, а также воск.

Выводы

1. В крае необходимо возобновить переработку древесной зелени.

2. Организации производства пихтового масла должны предшествовать: маркетинговые исследования и получение фармокопейной статьи, дающей возможность использовать его в медицине.

3. Организация производства витаминной муки из древесной зелени будет способствовать развитию животноводства и птицеводства в крае.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить отзыв