CN100594215C - 脱酚棉籽蛋白萃取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱酚棉籽蛋白萃取方法，是以脱绒、剥壳、调质、轧坯、烘干后的棉仁坯片为原料，以极性溶剂和非极性溶剂为萃取剂，集中在一个容器内连续加入原料和分步连续加入两种萃取剂，经过低温浸提、分离得到混合油、混合酚液和湿粕，混合油再经全负压蒸发浓缩得到毛棉油，混合酚液经真空精馏浓缩得到棉酚浓缩液，湿粕经真空脱溶、调质，得到脱酚棉籽蛋白。本发明工艺路线简单，设备占地面积小，一次性综合投资少，全系统内负压跑冒滴漏少，生产成本低，产品质量有保障，减少了三废排放，适合工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及棉籽的深加工方法，直接涉及脱酚棉籽蛋白的制取方法。
背景技术
中国在世界上属产绵大国，2006年仅棉籽产量就达1100万吨，分离加工后可得440万吨棉粕，所含棉籽蛋白营养价值接近于豆类蛋白，是一种很好的蛋白质饲料资源，可用来替代鱼粉和豆粕等，并且棉粕价格相对于豆粕、鱼粉都低较多。因而棉籽蛋白的应用具有很强的竞争优势，市场开发前景广阔。然而普通棉粕中含有较高的游离棉酚成分，在作为饲料使用时，会对牲畜和家禽的肝脏及雄性生殖系统造成危害，同时还会影响动物的繁殖机能，甚至造成动物不育。传统的棉籽加工生产一般要在100℃以上的高温下进行，主要通过液压、螺旋压榨或预榨膨化浸出等方法制取油脂和饼粕，提取的棉籽油为主要产品，棉饼或棉粕为副产品，油泥或皂脚基本上属于废品。在榨油或预榨膨化浸出后得到的棉饼或棉粕含有大量的棉酚，具有较大的毒性，同时通过高温、高水分蒸炒，游离棉酚和赖氨酸反应，有效氨基酸降低，而且高温、高压使蛋白变性，从而使棉饼或棉粕只能作为棉籽加工业的低级产品，在饲料行业的应用受到极大的限制，甚至在很多地方只能被当作肥料使用。
近些年来，棉籽脱毒技术逐渐被人们重视，目前比较可行的方法有一步溶剂法和两步溶剂法。一步溶剂法也称混合溶剂法，即采用由极性溶剂与非极性溶剂形成的混合溶剂将油脂浸出的同时，也将棉酚浸出。2006年5月24日公开的公开号为CN1775061A的发明专利申请“一步法生产脱酚棉蛋白的方法”就是这样一种方法，该方法的优点是饼粕蛋白含量较高，游离棉酚含量低，但棉籽经浸出后大部分游离棉酚变为固束棉酚，且仍要损失一部分氨基酸。两步溶剂法是采用两种溶剂分别在两种萃取设备内完成，非极性溶剂首先萃取出棉籽中的棉籽油，然后极性溶剂萃取出棉籽中的游离棉酚。2003年1月29日公告的授权公告号为CN1100134C的发明专利“一种棉籽的处理方法”就是这样一种方法，该方法的优点是脱酚彻底，然而萃取棉籽油和游离棉酚需在两种设备内完成，从而使生产线拉长，设备占地面积增大，设备投资也相应提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的棉籽蛋白萃取方法，它既能克服传统的棉籽加工生产中存在的无法有效脱酚的弊端，又能克服现有一步溶剂法存在的游离棉酚会变为固束棉酚、氨基酸成分降低的弊端，而且还能克服现有两步溶剂法存在的生产线相对较长、占地面积大、设备一次性投资额高的弊端。
本发明的目的是这样实现的，脱酚棉籽蛋白萃取方法，由以下步骤组成：轧花工序后的毛棉籽经脱绒机进行脱绒后，除去毛棉籽表面的短绒得光籽，光籽经剥壳机剥壳后再经阶梯筛进行仁壳分离得棉仁，棉仁经调质处理后再经轧坯机轧坯，所得坯片烘干后调整入浸水分为3～5％，温度为50～60℃；将经预处理调整来的坯片经刮板、封闭绞龙送入浸出器，先经非极性溶剂分阶段喷淋得混合油、湿坯，湿坯再用极性溶剂分阶段喷淋得混合酚液和脱酚湿坯；混合油经沉降、离心分离净化后，进入一蒸发器、二蒸发器蒸发，然后再经汽提塔汽提得毛油；混合酚液经分液、过滤净化后，由集液罐打入精馏塔浓缩、精馏得棉酚浓缩液；脱酚湿坯沥干后经刮板送入烘干机，然后再送入脱溶调质器在60～80℃低温下脱溶调质；整个浸出、烘干、调质及蒸发、精馏封闭循环系统是在负压状态下工作，其工作压力为-300Pa～-0.075MPa。
作为本发明的进一步方案是：所采用非极性溶剂分阶段喷淋的次数为12～15次，萃取温度控制在50～55℃；采用极性溶剂分阶段喷淋的次数为12～15次，萃取温度控制在40～45℃。
本发明由于将非极性溶剂提油和极性溶剂脱酚集中在一个设备内完成，因而使生产线缩短、设备占地面积减小、设备投资降低。同时由于对非极性溶剂提油和极性溶剂脱酚过程采用了分阶段喷淋的措施，对整个封闭循环系统采取了全负压操作的办法，因而使所提毛油质量及脱酚效果得到保证，其中脱酚棉籽蛋白质量指标达到：a、游离棉酚≤0.03％，b、蛋白含量≥50％，c、水分≤8％，d、溶残≤0.05％，e、残油≤1.0％。完全达到了饲料棉籽蛋白的要求，同时保持了氨基酸的有效性。不仅如此，游离棉酚指标还符合了世界卫生组织和粮农组织及联合国儿童基金会的蛋白质顾问小组建议棉粕可供人类食用时不超过0.06％的要求，同时也达到了美国食品和药物管理局规定游离棉酚在食品中的允许剂量小于0.045％的要求，使棉籽蛋白不仅在饲料行业可以大规模开发利用，而且也在食品行业找到了用途，大大拓宽了棉籽蛋白的应用领域。分离出的棉酚浓缩液可继续深加工生产棉酚、棉子糖，使原来的毒副产品转化为了高附加值的药品。
附图说明
附图是本发明的工艺流程图，下面结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
附图示出了本发明脱酚棉籽蛋白萃取方法的工艺流程，预处理来的坯片送入浸出器后，先用非极性溶剂喷淋提取棉籽油得混合油，混合油经蒸发后得毛油；再在浸出器内用极性溶剂喷淋提取棉酚得混合酚液，混合酚液经精馏后得棉酚浓缩液；将浸出器中分离出来的脱酚湿坯先送入烘干器再送入调质器，然后冷却得成品棉籽蛋白。具体过程如下：轧花工序后的毛棉籽经脱绒机进行脱绒后，除去毛棉籽表面的短绒得光籽，光籽经剥壳机剥壳后再经阶梯筛进行仁壳分离得棉仁，棉仁经调质处理后再经轧坯机轧坯，所得坯片烘干后调整入浸水分为3～5％，优选4％；温度为50～60℃，优选55～60℃。将经调整预处理来的坯片经刮板、封闭绞龙送入浸出器，先经非极性溶剂分阶段喷淋得混合油、湿坯，所采用非极性溶剂分阶段喷淋的次数为12～15次，萃取温度控制在50～55℃；湿坯再用极性溶剂分阶段喷淋得混合酚液和脱酚湿坯，采用极性溶剂分阶段喷淋的次数为12～15次，萃取温度控制在40～45℃。混合油经沉降、离心分离净化后，进入一蒸发器、二蒸发器蒸发，然后再经汽提塔汽提得毛油。混合酚液经分液、过滤净化后，由集液罐打入精馏塔浓缩、精馏得棉酚浓缩液。脱酚湿坯沥干后经刮板送入烘干机，然后再送入脱溶调质器在60～80℃低温下脱溶，优选70～80℃脱溶。整个浸出、烘干、调质及蒸发、精馏封闭循环系统是在负压状态下工作，其工作压力为-300Pa～-0.075MPa。
为使溶剂气得到有效利用，本发明在精馏塔、烘干机与浸出器之间可分别设置冷凝溶剂气回收装置；为保证脱溶效果及合理利用能源，烘干机可利用间接蒸汽加热，在60～80℃低温下实现脱溶；为节约利用能源的目的，调质器也可设计为间接蒸汽和直接蒸汽共同作用的调质器；为节省蒸汽，一蒸发器热源可利用来自烘干机的二次蒸汽，二蒸发器、汽提塔也可采用间接蒸汽。
Claims (2)
1、一种脱酚棉籽蛋白萃取方法，其特征在于由以下步骤组成：
a、轧花工序后的毛棉籽经脱绒机进行脱绒后，除去毛棉籽表面的短绒得到光籽，光籽经剥壳机剥壳后再经阶梯筛进行仁壳分离得到棉仁，棉仁经调质处理后再经轧坯机轧坯得到坯片，所得坯片烘干后调整入浸水分为3～5％，温度为50～60℃；
b、将步骤a中经预处理调整来的坯片经刮板、封闭绞龙送入浸出器，先经非极性溶剂分阶段喷淋得混合油、湿坯，湿坯再用极性溶剂分阶段喷淋得混合酚液和脱酚湿坯；
c、混合油经沉降、离心分离净化后，进入第一蒸发器、第二蒸发器蒸发，然后再经汽提塔汽提得毛油；
d、混合酚液经分液、过滤净化后，由集液罐打入精馏塔浓缩、精馏得到棉酚浓缩液；
e、脱酚湿坯沥干后经刮板送入烘干机，然后再送入脱溶调质器在60～80℃低温下脱溶调质，得到脱酚棉籽蛋白；
整个浸出、烘干、步骤e中的脱溶调质及蒸发、精馏封闭循环系统是在负压状态下工作，其工作压力为-300Pa～-0.075MPa。
2、根据权利要求1所述的脱酚棉籽蛋白萃取方法，其特征是：所采用非极性溶剂分阶段喷淋的次数为12～15次，萃取温度控制在50～55℃；采用极性溶剂分阶段喷淋的次数为12～15次，萃取温度控制在40～45℃。
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