Свой бизнес: производство ванилина

Ванилин представляет собой кристаллический порошок (в виде бесцветных иглообразных кристаллов) с характерным вкусом ванили и приятным узнаваемым запахом. Натуральный ванилин содержится в растительном сырье и выделяется из растения ваниль, тростникового сахара, перуанского бальзама, росного ладана, картофельной шелухи, спирте-сырца и др. Ванилин, который нередко используется как замена ванили, легко растворяется в горячей воде, спирте и эфире. Ванилин содержит такие функциональные группы, как альдегидная, эфирная и фенольная. Природный экстракт ванили представляет собой профильтрованную настойку бобов ванили на смеси воды и этилового спирта, которая, помимо ванилина, содержит сотни других соединений.

Ванилин нашел широкое применение в кулинарии, парфюмерии, ликерном деле и даже в производстве медикаментов. Аромат ванили считается самым популярным и широко применяемым ароматом в производстве напитков и продуктов питания. Современная пищевая промышленность ванилин активно применяет для ароматизации продуктов, усиления интенсивности других ароматов, а также для того, чтобы смягчить или замаскировать нежелательный привкус.

Лоза орхидей Vanillaplanifolia с плодами ванили, из которых и вырабатывают ванилин, происходит родом из Мексики. В наши дни это растение распространено в тропических лесах всего мира, а ведущим производителем натурального ванилина во всем мире является Мадагаскар. Собирают плоды ванили еще зелеными, не до конца созревшими. В таком состоянии они еще не имеют запаха ванили и содержат ванилин в виде гликозида. После сбора плоды до появления характерного запаха выдерживают в течение нескольких месяцев.

Точная технология подготовки может отличаться, в зависимости от региона, но упрощенно ее можно представить так: семена бланшируют в горячей воде для подавления процессов в живых тканях растения, а затем в течение одной-двух недель поочередно греют и распаривают. Днем семена лежат на солнце, а каждую ночь их заворачивают в ткань и упаковывают в воздухонепроницаемые контейнеры. В ходе процесса ферментации семена приобретают темно-коричневую окраску. Наконец, семена высушивают и дальше выдерживают несколько месяцев, в ходе которых их запах еще больше усиливается.

Существует несколько ускоренных методов выделения ванилина, но они не нашли широкого применения в производстве. Для сокращения затрачиваемого на производство времени семена могут измельчать, замораживать, нагревать другими способами и обрабатывать различными химикатами.

Мировой спрос на ванилин значительно превышает его реальное количество, вырабатываемое из стручков ванили. По статистическим данным, к примеру, потребность в ванилине в 2001 году составляла 12 000 тонн, а произведено его было натуральным способом лишь 1800 тонн. Соответственно весь недостающий ванилин был создан искусственно, то есть химически синтезирован. Впервые ванилин был синтезирован в XIX веке.

Ванилин реализуется в нескольких различных формах. Кристаллический ванилин имеет классический запах ванили, обладает устойчивостью к высокой температуре обработки, не теряет своих качеств в течение 25 минут даже при температуре в 220-250°С, активно применяется в хлебопечении и изготовлении мучных кондитерских изделий, в производстве мороженого. Ванилин в такой форме растворяется в воде при 75°С, а в спирте – при 20°С. Порошкообразный ванилин, по сути, представляет собой смесь ванилина с ароматическими веществами и разными усиливающими добавками на основе лактозы, декстрозы, мальтодекстрины и др. Если сравнивать порошковый ванилин с кристаллическим, то порошковый имеет более мелкую структуру. По этой причине его используют, например, для производства шоколада, так как в таком случае его кристаллы уже измельчены и имеют более интенсивный запах. Такой ванилин уже при комнатной температуре источает интенсивный аромат. Этот вид ванилина более технологичен, так как легче растворяется в воде. Помимо того благодаря возможности внесения самых разных ароматических добавок, можно добиться широкого спектра ароматизаторов с различными оттенками ароматов (фруктовыми, ягодными и др.).

Определенные виды технологий предполагают наличие только жидких компонентов (и в жирорастворимой, и в растворимой в воде формах), поэтому в этих случаях применяется ванилин в жидком виде.

Жидкий ванильный ароматизатор представляет собой кристаллический ванилин, растворенный в этиловом спирте, пропиленгликоле или триацетине. Основные параметры для растворения ванилина – это концентрация и температура самого растворителя. К примеру, пропиленгликоль имеет высокую температуру кипения – 180°С, благодаря чему жидкие ароматизаторы изготовленные на его основе имеют также высокую термостойкость и используются для приготовления молочных продуктов, напитков и кондитерских изделий. В приготовлении продуктов с преобладающей жировой средой в качестве основы для ванильного ароматизатора используется триацетин, наиболее полно раскрывающий аромат в готовой продукции.

Как и раньше, натуральный ванилин и в наши дни относится к числу самых дорогих пряностей в мире. Это объясняется не только со сложностью выращивания ванили, которая требует искусственного опыления, так как только половина цветов дает плоды. Основная трудность связана с долгим, технологически сложным процессом ее выработки в готовый продукт. Ванилин в незначительных количествах (не более 3%) содержится в плодах ванили в форме глюкозида, что связано с дороговизной его производства и необходимостью выработки синтетического заменителя. Однако, как любой другой заменитель, ванилин повторяет далеко всю гамму тонкого аромата настоящей ванили, так как в эфирном масле ванили содержатся не синтезируемые минорные составляющие запаха.

Заменитель натуральной ванили получают из различных химических веществ. Например, известны способы получения ванилина из пирокатехина, гваякола, эвгенола и других веществ. Однако эти сырьевые источники также являются дорогими и дефицитными, поэтому производители ванилина постоянно ищут более доступные и близкие по своему строению вещества для его синтеза. Сейчас практически весь объем ванилина производится из лигнина, получаемого из древесины, который является побочным продуктом целлюлозно-бумажной промышленности. В целом, этот продукт отличается довольно высоким качеством и обладает следующими свойствами: температура его плавления составляет 81-82,5°С, растворимость в воде – 0,5%, в 90%-ном спирте – 40%, в 95%-ном изопропиловом спирте – 80%, в 50%-ном глицерине – 15%.

Технология получения ванилина из лигносульфонатов предполагает наличие нескольких основных производственных операций: щелочное окисление лингосульфонатов для получения ванилата натрия, разрушение ванилата натрия и освобождение ванилина, извлечение ванилина экстракцией органическими растворителями, очистка ванилина-сырца, кристаллизация, сушка и расфасовка готового продукта.

В продаже можно также встретить этилванилин. Так называется ванилин, в котором метиловая группа ванилина заменена этилом. Хотя этилванилин известен уже много лет, до недавнего времени увеличению объемов его производства мешала сложность приготовления продукта без неприятных привкусов. Современные технологии позволили избавиться от этого недостатка, и в настоящее время этилванилин получил довольно широкое распространение. Применение этилванилина экономически выгодно и для покупателей, так как его производители уверяют, что он в пять раз сильнее, но лишь в четыре раза дороже натурального ванилина. По запаху этилванилин несколько отличается от ванилина, но рядовые потребители эту разницу просто не замечают. Для ароматизации этого продукта используется 5%-ный раствор этилванилина в равных частях изопропилового спирта и воды.

Лучшие экстракты бобов ванили обычно применяются для помадных начинок высококачественного шоколада или открытых помадок. Для шоколада и порошков шоколадных напитков всегда применяют ванилин или этилванилин. В настоящее время ванилин выпускается в виде порошка, благодаря чему он стал намного более удобен в применении.

Производство ванилина считается сложным и дорогостоящим. Стоимость лишь одного оборудования для изготовления аналога натуральной ванили составляет несколько миллионов рублей. Кроме того, для работы на производстве потребуется большой штат работников (не менее 25 человек), включая высококвалифицированных специалистов – химиков и технологов. Такая продукция должна в обязательном порядке иметь Санитарно-эпидемиологическое заключение Министерства здравоохранения РФ и соответствовать требованиям международных стандартов. Примерная стоимость проекта по организации производства ванилина и других ароматизиторов оценивается в 25 млн. рублей. Сроки его окупаемости составляют по предварительным расчетам около пяти лет. Рентабельность этого вида бизнеса – 19%.

28.04.2014