CN102283364B

CN102283364B - 紫甘薯综合加工装置

Info

Publication number: CN102283364B
Application number: CN2011101826763A
Authority: CN
Inventors: 胡道顺; 蒋春
Original assignee: GUILIN LIANGHUA BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Guangxi Chongzuo Tianci Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: CN102283364A

Abstract

本发明公开了一种紫甘薯综合加工装置，包括清洗机、打浆机、离心机、浓缩机和干燥机，其特征在于：包括从紫甘薯提取花青素、淀粉、蛋白和粘多糖提取成套设备；采用螺杆破碎机破碎，对紫甘薯细胞精细分室打破，使花青素直接暴露于细胞汁液中，从而提高紫甘薯提取花青素的质量和得率。在清洗后至减压浓缩前的设备中，均采用常温操作设计，有效保护原淀粉和花青素；设置超滤膜分离设备、大孔树脂吸附柱和增加沉淀和过滤设备，有效回收蛋白质及粘多糖产品。能优质高效生产花青素、淀粉、蛋白质及粘多糖产品，分离出的水、母液、酸和有机溶剂回收便用，减少化学药剂和水的用量，废渣用作饲料和肥料，紫甘薯得到综合利用，提高了紫甘薯的附加值，经济效益、社会效益和环保效益较好。

Description

紫甘薯综合加工装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种紫甘薯综合加工装置。

背景技术

随着人们生活质量的提高，回归自然，天然功能食品及其添加剂得以崇尚，如天然色素虽然受到加工条件限制，价格较贵，但因其天然无毒，具有营养与保健价值，前景看好。紫甘薯(Ipomoes batatas)，又称紫心甘薯、紫肉甘薯，为番薯属植物。紫甘薯块根中含有紫甘薯色素、淀粉、蛋白质、粘多粘和金属元素等。紫甘薯色素(Ipomoea batatas(L.)Lam)，又称花青素(anthocyanins)，花青素是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。含量是红甘蓝和红萝卜中花青素含量的2-3倍，不仅色泽纯正，稳定性优于草营、葡萄、紫苏、红甘蓝等色素，并具有较强的耐热性和耐光性，是一个重要的、来源广泛的天然食用色素源。从化学结构上讲，该类色素具有重要的生理活性功能如抗氧化、抗突变、抗癌活性，具有保护肝脏、改善肝功能，减少基因突变，抑制诱癌物质的产生，改善视力，预防心血管疾病等功效，是一类极具前途的功能型食品添加剂和保健食品基料。花青素已被大多数国家如中国、日本、美国和欧共体国家等都允许其用于食品着色。广泛地应用在饮料、糖果、果冻和果酱中。

紫甘薯还含有大量粘液，是粘多糖和胶原的混合物，粘液多糖能提高人体的免疫功能，增强抗病能力，并且保持动脉血管的弹性，防止肝、肾的结缔组织萎缩，预防心脏病、肾脏病、高血压、神经病、风湿病和关节炎等胶原病的发生。人体的精子和卵子等遗传因子的核酸正是粘液物质，可见甘薯的粘多糖和胶原等物质正是生命的基本物质。人体从口腔到胃肠的消化系统，和从鼻腔到气管，肺叶的呼吸系统，以及泌尿生殖系统，其表面皆由充满粘液的粘膜所覆盖，一旦粘液减少，就容易引起各器官的炎症和癌变。对于生命起这样重要作用的粘液多糖物质，是米、面、鸡、鸭、鱼、肉所无法供给的，而甘薯却十分丰富。

紫甘薯的蛋白质含量为6％，含有8种必需氨基酸比例比较接近国际粮农组织(FAO)的蛋白标准，因此甘薯的蛋白利用率高达72％，而大豆蛋白利用率为57％，白面蛋白利用率为52％。美国克林斯实验证明，甘薯块根蛋白优于酪蛋白，说明甘薯蛋白的质量比较高。其中粘蛋白，糖蛋白都有保健功能。

目前，紫甘薯的深加工产品为花青素，另是生产酒精。由于加工技术和设备的问题，紫甘薯的优质淀粉变成了生产酒精的原料，多糖及蛋白质更不能得到利用。为了充分利用紫甘薯的有效成份功能，有必要开发综合深加工技术和设备。

发明内容

本发明的目的在于针对现有紫甘薯深加工技术中存在的问题，采用经济、安全、有效的装置提取花青素、淀粉、蛋白质及粘多糖产品，提高紫甘薯的附加值，为特色紫甘薯的综合利用提供一种紫甘薯综合加工装置。

本发明的技术方案是：

1、采用螺杆破碎机破碎，对紫甘薯细胞精细分室打破，使花青素直接暴露于细胞汁液中，从而提高紫甘薯提取花青素的质量和得率。

2、本技术方案在清洗后至减压浓缩前的设备中，均采用常温操作设计，有效保护原淀粉。

3、采用超滤膜分离设备和增加沉淀和过滤设备，有效回收淀粉、蛋白质及粘多糖产品，从而提高紫甘薯的综合利用价值。

4、设置母液回收设备，有效重复利用生产用水，进一步回收紫甘薯有效成份和化学药剂，降低化学药剂的消耗，减少环境污染，增加产品收率和经济效益。

本发明是这样实现的：

一种紫甘薯综合加工装置，包括清洗机、打浆机、离心机、浓缩机和干燥机或干燥箱，其特征在于：紫甘薯提取花青素的清洗设备包括清洗机、清洗槽、浸泡池、水泵、贮水池和母液池，破碎设备包括挤压机、打浆机、溶酸罐和母液池，过滤设备，干燥设备；紫甘薯提取淀粉的设备包括处理槽、液泵、离心机和干燥设备；紫甘薯提取蛋白和粘多糖的设备包括处理槽、液泵、浓缩设备和干燥设备；浓缩蒸发纯水罐和溶剂罐设有防爆泵与膜滤机和吸附柱连接，液泵分别与母液池、沉淀槽、沉淀罐、处理槽、液体贮槽、沉淀罐和浓缩机连接。

以上所述的过滤设备包括压滤机、离心机、沉淀罐、防爆泵、膜滤机、吸附柱和沉淀罐，并依次连接。

以上所述的干燥设备包括浓缩机、喷雾干燥器或热风干燥器、粉碎机及振动筛，并依次连接。

以上所述的清洗机采用鼠笼式清洗机。

以上所述的破碎机采用螺杆破碎机。

以上所述的压滤机采用曲网挤压机。

以上所述的膜滤机采用超滤膜。

以上所述的吸附柱采用大孔树脂作吸附剂，设计流速为1250-1300L/h。

以上所述的破碎机采用螺杆破碎机，增强对紫甘薯细胞精细分室打破，使花青素直接暴露于细胞汁液中，从而提高紫甘薯提取花青素的质量和得率。清洗后至减压浓缩前的设备，均采用常温操作设计，有效保护原淀粉。

紫甘薯综合加工装置，清洗机一端的进出水口与水泵和贮水池依次连接，形成循环用水系统，另一端与清洗槽连接，清洗槽边设置浸泡池；水源、溶酸罐和母液池分别与浸泡池、破碎机和打浆机连接，破碎机的出料口与打浆机、沉淀槽、压滤机、离心机、沉淀罐和液泵依次连接，防爆泵的出口与膜滤机、吸附柱、沉淀罐、浓缩机、热风干燥器或喷雾干燥器、粉碎机和振动筛依次连接，防爆泵的进口另分别与溶剂罐和纯水罐连接，浓缩机的顶部与分别与溶剂罐和纯水罐连接，液泵的进口分别与沉淀槽、沉淀罐、液体贮槽、沉淀罐和浓缩机连接，液泵的出口分别与母液池、淀粉处理槽和浓缩机连接，淀粉处理槽分别与离心机和液体贮槽连接，离心机另分别与液体贮槽和热风干燥器或喷雾干燥器连接。

本发明的优点和积极效果：

1、本实用新型采用螺杆破碎机破碎，对紫甘薯细胞精细分室打破，使花青素直接暴露于细胞汁液中，从而提高紫甘薯提取花青素的质量和得率。

3、本技术方案采用超滤膜分离设备和增加沉淀和过滤设备，有效回收蛋白质及粘多糖产品，从而提高紫甘薯的综合利用价值。

4、本技术方案的清洗机一端的进出水口与水泵和贮水池依次连接，清洗水在贮水池沉淀过滤，形成循环用水系统，节药生产用水。

5、本技术方案设置母液回收设备，有效重复利用生产用水，进一步回收紫甘薯有效成份和化学药剂，降低化学药剂的消耗，减少环境污染，增加产品收率和经济效益。

6、本紫甘薯综合加工装置，能有效地保护花青素，减少提取过程中的损失，克服了已有溶剂法提取工艺简单，色素提取率低、成品纯度低，色价低的技术质量问题，同时生产淀粉、蛋白质及粘多糖产品，分离出的水、母液、酸和有机溶剂回收便用，减少化学药剂和水的用量，提高产品得率，废渣用作饲料和肥料，得到综合利用，提高了紫甘薯的附加值，经济效益、社会效益和环保效益较好。

附图说明

图1为本综合加工装置流程示意图。

图中标识：1-水泵、2-贮水池、3-清洗机、4-清洗槽、5-浸泡池、6-溶酸罐、7-挤压机、8-打浆机、9-母液池、10-沉淀槽、11-压滤机、12-离心机、13-沉淀罐、14-液泵、15-处理槽、16-离心机、17液体贮槽、18-防爆泵、19-膜滤机、20-吸附柱、21-沉淀罐、22-浓缩机、23-热风干燥器或喷雾干燥器、24-粉碎机、25-振动筛、26-溶剂罐和27-纯水罐。

具体实施方式

实施例1

紫甘薯综合加工装置，清洗机3采用鼠笼式清洗机，清洗机一端的进出水口与水泵1和贮水池2依次连接，形成循环用水系统，另一端与清洗槽4连接，清洗槽4边设置浸泡池5；水源、溶酸罐6和母液池9分别与浸泡池5、采用螺杆破碎的破碎机7和打浆机8连接，破碎机7的出料口与打浆机8、沉淀槽10、采用曲网挤压的压滤机11、离心机12、沉淀罐13和防爆泵18依次连接，防爆泵18的出口与采用超滤膜的膜滤机19、采用大孔树脂作吸附剂的吸附柱20、沉淀罐21、浓缩机22、热风干燥器23、粉碎机24和振动筛25依次连接，防爆泵18的进口另分别与溶剂罐26和纯水罐27连接，浓缩机22的顶部与分别与溶剂罐26和纯水罐27连接，液泵14的进口分别与沉淀槽10、沉淀罐13、液体贮槽17、沉淀罐21和浓缩机22连接，液泵14的出口分别与母液池9、处理槽15和采用设置有真空泵的缩罐22连接，处理槽15分别与离心机16和液体贮槽17连接，离心机16另分别与液体贮槽17和热风干燥器23连接，纯水罐27和溶剂罐26经过防爆泵18与膜滤机19和吸附柱20连接。

本紫甘薯综合加工装置，能有效地保护花青素，减少提取过程中的损失，克服了已有溶剂法提取工艺简单，色素提取率低、成品纯度低，色价低的技术质量问题，同时生产淀粉、蛋白质及粘多糖产品，分离出的水、母液、酸和有机溶剂回收便用，减少化学药剂和水的用量，提高产品得率，废渣用作饲料和肥料，得到综合利用，提高了紫甘薯的附加值，经济效益、社会效益和环保效益较好。

实施例2

紫甘薯综合加工装置，清洗机3采用鼠笼式清洗机，清洗机一端的进出水口与水泵1和贮水池2依次连接，形成循环用水系统，另一端与清洗槽4连接，清洗槽4边设置浸泡池5；水源、溶酸罐6和母液池9分别与浸泡池5、采用螺杆破碎的破碎机7和打浆机8连接，破碎机7的出料口与打浆机8、沉淀槽10、采用曲网挤压的压滤机11、离心机12、沉淀罐13和防爆泵18依次连接，防爆泵18的出口与采用超滤膜的膜滤机19、采用大孔树脂作吸附剂的吸附柱20、沉淀罐21、浓缩机22、喷雾干燥器23和振动筛25依次连接，防爆泵18的进口另分别与溶剂罐26和纯水罐27连接，浓缩机22的顶部与分别与溶剂罐26和纯水罐27连接，液泵14的进口分别与沉淀槽10、沉淀罐13、液体贮槽17、沉淀罐21和浓缩机22连接，液泵14的出口分别与母液池9、处理槽15和采用设置有真空泵的缩罐机22连接，处理槽15分别与离心机16和液体贮槽17连接，离心机16另分别与液体贮槽17和喷雾干燥器23连接，纯水罐27和溶剂罐26经过防爆泵18与膜滤机19和吸附柱20连接。

Claims

1.一种紫甘薯综合加工装置，包括清洗机、打浆机、离心机、浓缩机和干燥机，其特征在于：紫甘薯提取花青素的清洗设备包括清洗机(3)、清洗槽(4)、浸泡池(5)、水泵(1)、贮水池(2)和母液池(9)，破碎设备包括挤压机(7)、打浆机(8)、溶酸罐(6)和母液池(9)，过滤设备，干燥设备；紫甘薯提取淀粉的设备包括处理槽(15)、液泵(14)、离心机(16)和干燥设备；紫甘薯提取蛋白和粘多糖的设备包括处理槽(15)、液泵(14)、浓缩设备和干燥设备；清洗机一端的进出水口与水泵(1)和贮水池(2)依次连接，另一端与清洗槽(4)连接，清洗槽(4)边设置浸泡池(5)；水源、溶酸罐(6)和母液池(9)分别与浸泡池(5)、破碎机(7)和打浆机(8)连接，破碎机(7)的出料口与打浆机(8)、沉淀槽(10)依次连接；浓缩蒸发纯水罐(27)和溶剂罐(26)设有防爆泵(18)与膜滤机(19)和吸附柱(20)，并依次连接，液泵(14)分别与母液池(9)、沉淀槽(10)、沉淀罐(13)、处理槽(15)、液体贮槽(17)、沉淀罐(21)和浓缩机(22)连接。

2.根据权利要求1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的过滤设备包括压滤机(11)、离心机(12)、沉淀罐(13)、防爆泵(18)、膜滤机(19)、吸附柱(20)和沉淀罐(21)，并依次连接。

3.根据权利要求1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的干燥设备包括浓缩机(22)、喷雾干燥器(23)或热风干燥器(23)、粉碎机(24)及振动筛(25)，并依次连接。

4.根据权利要求1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的清洗机(3)采用鼠笼式清洗机。

5.根据权利要1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的破碎机(7)采用螺杆破碎机。

6.根据权利要1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的压滤机(11)采用曲网挤压机。

7.根据权利要1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的膜滤机(19)采用超滤膜。

8.根据权利要1所述的紫甘薯综合加工装置，其特征在于：所述的吸附柱(20)采用大孔树脂作吸附剂，设计流速为1200-1300L/h。