×
27.05.2016
216.015.43f2

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТУРАЛЬНОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ КОРЫ ЛИСТВЕННИЦЫ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам получения натуральных красителей из природного сырья и может быть использовано в пищевой, а также в парфюмерной и текстильной промышленности. В качестве сырья используется кора лиственницы (чаще всего лиственницы Гмелина). Способ включает измельчение коры лиственницы и его водную очистку с последующим первичным экстрагированием в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов и вторичным экстрагированием без применения химических добавок при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин, при этом соотношение количества коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8. Далее проводят фильтрацию горячего экстракта и сушку до получения сухого остатка при температуре от 15±2°C до 70±2°C в течение 22-24 часов в зависимости от требуемой цветовой гаммы получаемого красителя. Выпаренный сухой остаток измельчается до порошкообразного состояния и упаковывается в таком виде. Кроме того, экстракт после охлаждения может храниться в жидком виде в закрытой непрозрачной таре. По заявленному решению при минимальных энергозатратах получают экологически чистый и устойчивый краситель, причем без применения дополнительных химических реагентов и с сохранением биологически активных веществ, а использованная кора может применяться для удобрения или мульчирования обедненных почв, что способствует безотходному технологическому процессу. 2 табл.
Основные результаты: Способ получения натурального красителя из коры лиственницы, включающий измельчение коры, ее водную очистку и экстрагирование в воде, отличающийся тем, что первичное экстрагирование проводят в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов с последующим вторичным экстрагированием в воде без применения химических добавок при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин и фильтрацией получаемого экстракта, при этом соотношение количества коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8, после чего экстракт подвергают сушке в течение 22-24 часов до получения сухой массы при диапазоне температур от 15±2°C до 70±2°C в зависимости от требуемой цветовой гаммы красителя, при этом получаемая сухая масса измельчается до порошкообразного состояния.

Изобретение относится к способам получения натуральных красителей из природного сырья и может быть использовано в пищевой, а также в парфюмерной и текстильной промышленности.

Известен способ получения модифицированного антоцианидинового красителя (см. RU №2202575, С09В 61/00, опубл. 20.04.2003) из коры хвойных пород древесины (пихты или лиственницы), где экстрагирование измельченной коры осуществляется в присутствии неполярных растворителей, этилового спирта, содержащего соляную кислоту. Полученный таким способом краситель требует значительных энергозатрат и при этом применение в технологическом процессе химических реагентов не позволяет сохранить в красителе биоактивные вещества, присутствующие в природном сырье.

Известен способ получения кверцетинового красителя (см. RU №2264422, С09В 61/00, опубл. 20.11.2005), где осуществляется смешивание шелухи лука и измельченной коры хвойных пород, экстрагирование смеси экстрагентом в виде жидкого аммиака при давлении выше атмосферного. Процесс получения красителя таким способом является энергозатратным, при этом использование жидкого аммиака не позволяет сохранить биологически активные вещества в составе красителей и получить полностью натуральный продукт.

Известен способ получения красителей и дубящих веществ (таннидов) из остатков растительного сырья (см. RU №2126025, С09В 61/00, опубл. 10.02.1999), где экстрагирование осуществляется в условиях определенных фаз пульсирующего противоточного движения с последующей двадцатикратной рециркуляцией через ультрафильтры и непрерывным концентрированием экстракта. Однако полученный предложенным способом краситель не обеспечивает чистоту тона при окрашивании, так как для экстрагирования используются остатки растительного сырья, а также в результате многократной рециркуляции жидких фильтратов и их возвращения в технологический процесс уменьшается количество красящих веществ.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения натурального красителя из шелухи лука (см. RU №2021310, С09В 61/00, опубл. 15.10.1994), предусматривающий экстрагирование измельченного природного сырья в присутствии лимонной кислоты с последующей фильтрацией охлажденного экстракта и его концентрированием в различных режимах под давлением. Способ отличается дороговизной при использовании, т.к. для полного выделения красящего пигмента используются пищевые кислоты, а для концентрации экстракта требуется произвести упаривание под давлением.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в обеспечении максимального выхода и концентрации антоцианов из природного сырья без использования химических добавок при получении натурального красителя.

Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в получении экологически чистого и устойчивого красителя из природного сырья без присутствия химических реагентов, с сохранением биологически активных веществ и при минимальных энергозатратах.

Для решения поставленной задачи способ получения натурального красителя из коры лиственницы включает измельчение природного сырья (коры лиственницы) и его водную очистку с последующим первичным (холодным) экстрагированием в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов и вторичным (горячим) экстрагированием без применения химических добавок при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин, при этом соотношение количество коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8. Далее проводят фильтрацию горячего экстракта и сушку до получения сухого остатка при температуре от 15±2°C до 70±2°C в течение 22-24 часов в вентилируемом помещении в зависимости от требуемой цветовой гаммы получаемого красителя. Выпаренный сухой остаток измельчается до порошкообразного состояния и упаковывается в таком виде. Кроме того, экстракт после охлаждения может храниться в жидком виде в закрытой непрозрачной таре.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Изобретение позволяет расширить сырьевую базу красителей (используются отходы деревообрабатывающих предприятий), обеспечить максимальный выход и концентрацию антоцианов из природного сырья без присутствия химических реагентов при минимальных энергозатратах с сохранением в красителях биологически активных веществ. Исключение химических добавок при получении натуральных красителей позволяет улучшить колористику красителей и получить экологически чистый продукт.

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Водная очистка природного сырья способствует в получении в дальнейшем чистоты тона красителя.

Использование талой воды вместо пищевых кислот для растворения примесей в водных вытяжках природного сырья и его холодное экстрагирование при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов необходимо для обеспечения полного выхода красителя, сохранения биофлавонолов за счет ускоренного процесса растворения солей в примесях водных вытяжек экстрактов. При этом на данном этапе отсутствуют дополнительные затраты, что в целом удешевляет производственный процесс.

По физико-химическим свойствам талая вода не содержит хлора и его соединений, солей тяжелых металлов, нитратов, пестицидов, бактерий, грибков, органических веществ. При этом степень поверхностного натяжения воды составляет 43 дин/см, в отличие от водопроводной (73 дин/см). Кислотность талой воды составляет pH>7, что относит ее к слабощелочной среде, а окислительно-восстановительный потенциал (ОКП) соответствует ОКП межклеточной жидкости, т.е. в пределах от -100 до -200 милливольт (мВ), в отличие от ОКП водопроводной воды, которая составляет от +300 до +400 мВ (см. Серебряков Р.А., Степанов А.П. Стехин А.А., Сысина А.И. Структурированная вода в технологиях сельского хозяйства // Труды международной научно-технической конференции «Энергобеспечение и энергоснабжение в сельском хозяйстве», т. 1, С. 3-9).

Талая вода может иметь различные свойства за счет упорядоченного внутреннего взаимодействия в ассоциантах (кластерах), состоящих 43, 53 молекул. Поэтому, изменяя кластеры воды с помощью различных взаимодействий, можно управлять ее свойствами.

По результатам экспериментальных исследований была выбрана вода, структура которой обеспечивала максимальную растворимость солей и, как следствие, увеличивала колористическую концентрацию пигмента (см. таблицу 1).

Результаты экспериментальных исследований подтвердили влияние структуры воды на растворимость солей в пастах и относительную красящую способность органических пигментов (см. Утробин Н.П., Леонтьева А.И. Наноструктурированные материалы как катализаторы и инициаторы органического синтеза // Вестник ТГТУ. 2008. Том 14. №4. - С. 827-828).

Талую воду (экстрагент) получают методом замораживания водопроводной воды и оттаивания, что способствует приобретению ею определенной кластерной структуры, которая позволяет увеличить степень растворения солей в примесях экстрактов, что, в свою очередь, способствует большему выходу красящих веществ из природного сырья с сохранением естественных биоактиваторов в натуральных красителях.

По опытным данным максимальная экстракция натурального красителя без применения химических реагентов достигается при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин. При этом фильтрация горячего экстракта производится однократно.

Соотношение количества коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8, что является оптимальным для максимального экстрагирования и последующего выпаривания сухого остатка.

Сушка экстракта при различных температурных режимах для получения натурального красителя в виде порошка в совокупности с этапом горячего экстрагирования позволяет управлять цветовой гаммой получаемого красителя от светло-желтого до темно-коричневого и черного, например, при сушке в течение 22-24 часов при температуре 70±2°C получают наиболее насыщенный краситель (темно-коричневый, черный), а при 15±2°C - менее насыщенный оттенок светло-желтого цвета.

Предлагаемый способ получения натурального красителя заключается в следующем.

В качестве природного сырья используется кора лиственницы (чаще всего лиственницы Гмелина, как наиболее распространенного вида в лесном фонде Якутии), которую измельчают с помощью дробилки до фракции - 0,2/0 мм и подвергают водной очистке. Промытые частицы помещают в емкость для холодного экстрагирования (замачивания) в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов. Талую воду предварительно получают методом замораживания и оттаивания в естественных условиях холода при температуре минус 10-50°C. Получаемый холодный экстракт вместе с корой загружается в котел с мешалкой, где осуществляется горячее экстрагирование при постоянном перемешивании мешалки при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин. При этом соотношение количества коры к воде по массе должно составлять в пределах от 1:10 до 1:8.

В таблице 2 приводится зависимость получения определенной степени экстракции от использования различных типов экстрагентов, которая позволяют сделать вывод о том, что использование при определенных температурах различных экстрагентов изменяет степень экстракции природного сырья. При выборе талой воды в качестве экстрагента происходит увеличение степени экстракции коры лиственницы в среднем на 9%, коры сосны - на 11%.

После экстрагирования осуществляется фильтрация горячего раствора с последующим отжимом коры для полного извлечения водной вытяжки. Охлажденный жидкий натуральный краситель разливается через фильтр в непрозрачную тару либо разливается в полые емкости и подвергается сушке в вентилируемом помещении в течение 22-24 часов до получения сухого остатка при различных температурных режимах, например 70±2°C или 40±2°C или 15±2°C. Получаемая сухая масса измельчается до порошкообразного состояния и просеивается.

Концентрированный сухой краситель темно-коричневого цвета не имеет запаха. Его упаковка может осуществляться в бумажные пакеты.

Для использования красителя порошок растворяют в воде, при этом рекомендуется использовать дистиллированную и подогретую (до 30°C) воду. Количество растворимого порошка красителя определяется визуально в зависимости от материала, подлежащего покраске, и требуемой насыщенности оттенка цвета.

Натуральный краситель в сухом виде может храниться до 3 лет, а в жидком виде - в течение 1,0-1,5 лет в прохладном помещении (до +18°C). При этом в красителе сохраняются не только высокие колористические свойства, но и биологически активные вещества.

Использованная кора может применяться для удобрения или мульчирования обедненных почв, что способствует безотходному технологическому процессу.

Цвет натурального красителя зависит от вида коры, степени концентрации экстрактов в различных температурных режимах.

Предлагаемый способ экономичен для получения натурального растительного красителя, так как не требует использования дополнительных химических реагентов и дорогостоящего оборудования.

Способ получения натурального красителя из коры лиственницы, включающий измельчение коры, ее водную очистку и экстрагирование в воде, отличающийся тем, что первичное экстрагирование проводят в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов с последующим вторичным экстрагированием в воде без применения химических добавок при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин и фильтрацией получаемого экстракта, при этом соотношение количества коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8, после чего экстракт подвергают сушке в течение 22-24 часов до получения сухой массы при диапазоне температур от 15±2°C до 70±2°C в зависимости от требуемой цветовой гаммы красителя, при этом получаемая сухая масса измельчается до порошкообразного состояния.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 41 items.
20.02.2015
№216.013.2b29

Способ повышения общей физической работоспособности спортсменов

Изобретение относится к спортивной медицине и фармакологии и может быть использовано для повышения общей физической работоспособности спортсменов скоростно-силовых видов спорта. Для этого вводят биологически активную добавку «Эпсорин» ежедневно два раза в день. При этом во время этапа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542506
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3ff2

Способ выемки алмазосодержащих руд из целиков

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке руд, в частности алмазосодержащих, залегающих в виде целиков за контуром карьера непосредственно под ответственными объектами. Техническим результатом является повышение эффективности укрепления массива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547858
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.08.2015
№216.013.6cdb

Способ лечения врожденной косолапости у детей раннего возраста

Изобретение относится к медицине, в частности к детской ортопедии. Способ включает наложение корригирующей шины, использование подстопника с элементами фиксации стопы и дистракционного аппарата. Причем корригирующую шину выполняют в виде съемной гильзы с крепежными элементами в области...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559425
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ed9

Способ получения пищевой рыбокостной муки

Изобретение предназначено для получения пищевой рыбокостной муки из рыбы семейства сиговых на основе отходов рыбоперерабатыющих производств. Для получения пищевой рыбокостной муки рыбные отходы в виде костей с остатками филе измельчают до получения однородной массы. Сушат при температуре не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559947
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f2b

Способ обработки проходческого забоя

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу обработки проходческого забоя комбайном с комбинированным исполнительным органом. Технический результат заключается в повышении устойчивости и эффективности выработки и обеспечивает безопасность последующих горных работ в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560029
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f54

Способ разрушения ледяных заторов

Изобретение относится к способам разрушения ледяных заторов, образующихся в период вскрытия рек, особенно, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, вызывающих подъемы уровня воды и затопление местности. Способ разрушения ледяных заторов заключается в создании области повышенного давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560070
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.714d

Способ получения ацидофильного продукта с иммунокомплексом

Изобретение относится к биотехнологии. Иммунокомплекс вносят в молоко в пропорции 1:100, в качестве которого используют экстракт пантов северного оленя в сахарном сиропе «Эпсорин», и молоко гомогенизируют. Подготовленную смесь охлаждают до 37-38°C и вносят в нее закваску смешанной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560575
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.09.2015
№216.013.7cbc

Способ монтажа наружной стены с вентилируемым навесным фасадом

Изобретение относится к строительству, в частности к способу монтажа вентилируемых навесных фасадов. Способ возведения наружной стены многоэтажного здания с навесным фасадом путем крепления кронштейнов, теплоизоляции к основанию междуэтажного заполнения в виде кладки из блоков или кирпичей с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563529
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.11.2015
№216.013.8ff7

Способ повышения устойчивости, прочности и пожаростойкости древесины

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к способам защитной обработки древесины. Способ включает раскрой древесины, вакуумирование и пропитку заготовок в герметичной камере. В качестве пропиточного раствора используют жидкую фазу естественных отходов крупного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568471
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9079

Способ оценки тяжести общего состояния больного с острым деструктивным панкреатитом и прогнозирования исхода заболевания

Изобретение относится к медицине и предназначено для прогнозирования на ранней стадии неблагоприятного течения заболевания у больных с острым деструктивным панкреатитом. Проводят исследование содержания веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНиСММ) и олигопептидов (ОлП) в плазме,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568601
Дата охранного документа: 20.11.2015
Showing 21-30 of 38 items.
20.02.2015
№216.013.2b29

Способ повышения общей физической работоспособности спортсменов

Изобретение относится к спортивной медицине и фармакологии и может быть использовано для повышения общей физической работоспособности спортсменов скоростно-силовых видов спорта. Для этого вводят биологически активную добавку «Эпсорин» ежедневно два раза в день. При этом во время этапа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542506
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.04.2015
№216.013.3ff2

Способ выемки алмазосодержащих руд из целиков

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке руд, в частности алмазосодержащих, залегающих в виде целиков за контуром карьера непосредственно под ответственными объектами. Техническим результатом является повышение эффективности укрепления массива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547858
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.08.2015
№216.013.6cdb

Способ лечения врожденной косолапости у детей раннего возраста

Изобретение относится к медицине, в частности к детской ортопедии. Способ включает наложение корригирующей шины, использование подстопника с элементами фиксации стопы и дистракционного аппарата. Причем корригирующую шину выполняют в виде съемной гильзы с крепежными элементами в области...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559425
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.08.2015
№216.013.6ed9

Способ получения пищевой рыбокостной муки

Изобретение предназначено для получения пищевой рыбокостной муки из рыбы семейства сиговых на основе отходов рыбоперерабатыющих производств. Для получения пищевой рыбокостной муки рыбные отходы в виде костей с остатками филе измельчают до получения однородной массы. Сушат при температуре не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559947
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f2b

Способ обработки проходческого забоя

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу обработки проходческого забоя комбайном с комбинированным исполнительным органом. Технический результат заключается в повышении устойчивости и эффективности выработки и обеспечивает безопасность последующих горных работ в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560029
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f54

Способ разрушения ледяных заторов

Изобретение относится к способам разрушения ледяных заторов, образующихся в период вскрытия рек, особенно, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, вызывающих подъемы уровня воды и затопление местности. Способ разрушения ледяных заторов заключается в создании области повышенного давления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560070
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.714d

Способ получения ацидофильного продукта с иммунокомплексом

Изобретение относится к биотехнологии. Иммунокомплекс вносят в молоко в пропорции 1:100, в качестве которого используют экстракт пантов северного оленя в сахарном сиропе «Эпсорин», и молоко гомогенизируют. Подготовленную смесь охлаждают до 37-38°C и вносят в нее закваску смешанной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560575
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.09.2015
№216.013.7cbc

Способ монтажа наружной стены с вентилируемым навесным фасадом

Изобретение относится к строительству, в частности к способу монтажа вентилируемых навесных фасадов. Способ возведения наружной стены многоэтажного здания с навесным фасадом путем крепления кронштейнов, теплоизоляции к основанию междуэтажного заполнения в виде кладки из блоков или кирпичей с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563529
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.11.2015
№216.013.8ff7

Способ повышения устойчивости, прочности и пожаростойкости древесины

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к способам защитной обработки древесины. Способ включает раскрой древесины, вакуумирование и пропитку заготовок в герметичной камере. В качестве пропиточного раствора используют жидкую фазу естественных отходов крупного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568471
Дата охранного документа: 20.11.2015
20.11.2015
№216.013.9079

Способ оценки тяжести общего состояния больного с острым деструктивным панкреатитом и прогнозирования исхода заболевания

Изобретение относится к медицине и предназначено для прогнозирования на ранней стадии неблагоприятного течения заболевания у больных с острым деструктивным панкреатитом. Проводят исследование содержания веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНиСММ) и олигопептидов (ОлП) в плазме,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568601
Дата охранного документа: 20.11.2015
+ добавить свой РИД