С момента первого применения пищевых добавок до осознанного принятия массами пройдено многое: непродолжительное удивление, споры, исследования, публикации и запреты. Как становится понятно, не все "Е-шки" пережили такое, о чем написано и сказано достаточно. Малоосвещенным вопросом остаются технологии получения добавки: от имевших место быть до современных. Рассмотрим на примере сорбиновой кислоты.

Сорбиновая кислота или Е-200 – консервант. Кислота и ее производные: сорбат натрия E-201, калия E-202, кальция E-203 применяются главным образом в пищевой промышленности: в напитках, консервах, выпечке, соусах и прочих продуктах. Отличительная особенность кислоты от ее соли – нерастворимость в воде, что и определяет применение конкретного консерванта. Сегодня консервант в полном объеме импортируется в РФ.

Единый путь к "высокоэффективному консерванту"

Лицензиарами процесса получения, вернее, держателями патентов и производителями являлись: Union Carbide, Cheminova, Chisso, Nippon, Monsanto, Hoechst Celanese, Daicel. Лишь последние 2 компании на текущий момент производят консервант и его производные.

Уникальный метод получения сорбиновой кислоты применялся у Union Carbide до 1970: окисление альдегида сорбиновой кислоты на серебряном катализаторе. В последствии рентабельно получать альдегид не удавалось никому, несмотря на простоту аппаратурного оформления и высокий выход кислоты на стадии окисления.

Все остальные промышленные методы получения кислоты строятся по следующей схеме:
пиролиз – конденсация – гидролиз – очистка сырца.

1. Пиролиз. Расхождения в применяемых методах главным образом касались первой стадии: имевший место в СССР – пиролиз ацетона и общепринятый в мире с уксусной кислотой, о которой говорилось ранее.

Пиролиз ацетона с поддержанием максимального выхода по кетену накладывал важность контроля температуры, что в свою очередь ограничивало применение камеры печи с электрическими нагревательными элементам. Печи пиролиза уксусной кислоты в настоящий момент не имеют таких ограничений, что вместе с высоким выходом и определило положение как единственного варианта начала цепочки получения. Здесь следовало бы сделать ссылку на похожие выводы середины прошлого века по выработке кетена при производстве уксусного ангидрида. Так на момент разработки процесса в нашей стране было известно, что удельные капитальные затраты пиролиза уксусной кислоты обходятся в 2 раза меньше ацетонного. В настоящее время пиролиз ацетона занял лабораторную нишу, где является предпочтительнее пиролиза уксусного ангидрида или ацетилхлорида.

2. Конденсация. Процесс получения полиэфира преимущественно известен в единственном варианте при непрерывном режиме производства. В реактор-абсорбер, работающий под разрежением, сверху поступает раствор кротонового альдегида с растворителем и катализатором, к которому противотоком снизу подается газообразный кетен. Менялись растворители и катализаторы процесса, но существенных изменений за более чем 60-летнюю историю не происходило. Так, например, удельный расход кротональдегида на подпитку разработок середины прошлого века к эксплуатируемой технологии можно соотнести, как 0,8 : 0,75.

3. Гидролиз. Процесс разложения полиэфира до сорбиновой кислоты-сырца возможен кислотой, щелочью и 2-стадийным кислотно-щелочным разложением. Основные потери продукта на опытной установке в СССР определяли именно на стадии разложения полиэфира. Результатом работ по повышению эффективности процесса стал переход с кислотного на термический метод, осуществляемый в вакууме и с использованием катализатора. Так из положительных эффектов термических методов отмечались: возможность непрерывного процесса, исключение последующей стадии очистки и высокий выход, сравнимый с кислотным. В настоящий момент почти все производители перешли на более эффективный кислотный метод с концентрированной соляной кислотой уже в непрерывном режиме производства.

4. Очистка сырца. Процесс основан на перекристаллизации кислоты из раствора. В качестве растворителя может использоваться как вода, так и спиртовой раствор. Перекристаллизацию из воды не применяют по причине малой растворимости кислоты в воде, что приводит к огромному количеству сточных вод и потерь продукта. К аналогичному выводу приходили и в нашей стране. Результат – разработанный в СССР альтернативный метод дистилляции без применения растворителей в непрерывном режиме. Сегодня процесс очистки сырца известен исключительно с применением спиртового раствора.

Новые производители и возможности

В начале двухтысячных сменились ведущие всемирно известные производители сорбиновой кислоты и ее солей. Теперь, например, определить месторасположение предприятия не проблема – достаточно посмотреть название компании. Ningbo Wanglong Tech Co Ltd, Jinneng Science and Technology Co Ltd, Nantong Acetic Acid Chemical Co Ltd. Перечислены только некоторые китайские компании, но это уже около 70% объема мирового производства кислоты при средней мощности упомянутых предприятия 30 тыс. тонн в год. Проектная мощность промышленной установки в СССР не превышала 200 тонн в год.

Несколько слов о регулировании. Наиболее строгие ограничения в применении консервантов сорбиной кислоты приводятся Европейским агентством по безопасности продуктов питания (EFSA):
– в 1996 году комиссией было подтверждено генотоксичное воздействие сорбата натрия Е-201;
– в 2015 году проводилась повторная переоценка допустимой дневной дозы для консервантов сорбиновой группы. В результате сорбату кальция E-203 не присвоили допустимую дневную дозу. В настоящее время производители в перечне продукции указывают лишь E-200 и Е-202.

Хотя используемый в РФ классификатор пищевых добавок и был закреплен в Европе, основная роль как ориентира по безопасности той или иной добавки служит местная регулирующая организация. Так, в Роспотребнадзоре на текущий момент разрешены все консерванты Е-200-203. Аналогичные заключения исходят и от FDA – подразделение Минздрава США по обращению с пищевыми продуктами и медикаментами.

Нет ли снижения спроса и недозагруженности существующих установок получения консерванта, например, по причине отказа от "химических" добавок и перехода на скоропортящиеся продукты? К счастью, наблюдается обратная ситуация. По спросу на кислоту в мире ожидается рост, так CAGR с 2021 по 2026 по самым скромным подсчетам составит 4%. В подтверждение тому – в 2022 году начато строительство вышеназванной Jinneng Science and Technology еще одной установки по кислоте и ее соли с мощностью 40 тыс. тонн в год.

А за пределами КНР? К середине 2024 года японская Mitsui планируется закрыть сделку по приобретению 70% Nutrinova (дочернее предприятие Celanese). Пока без планов расширения мощностей, но не переезд установки в Китай или закрытие и на том спасибо.

Несмотря на все возникающие риски, связанные с окупаемостью нового предприятия в России, несложно заметить и положительные моменты организации собственного производства:
– отсутствие внутренней конкуренции при развиваемом направлении импортозамещения;
– растущий внутренний рынок консервантов в РФ, который превышает показатели конца прошлого века на порядок;
– десятки лет опытных работ и промышленной эксплуатации (пересчитать страны с аналогичным хватит и пальцев одной руки).

Автор: Павел Левин, "ИЭС инжиниринг и консалтинг"

RUPEC в Telegram