CN103122038A

CN103122038A - 一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺

Info

Publication number: CN103122038A
Application number: CN2013100689698A
Authority: CN
Inventors: 吴丹; 叶兴乾; 陈健初; 洪基光; 刘东红; 孙玉敬; 王亚军; 陈健乐
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: CN103122038B

Abstract

本发明公开了一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺，包括如下步骤：（1）将柑橘罐头生产的碱排液去除固体杂质后引入调节池中；（2）持续搅拌所述调节池中的碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整碱排液的pH值为5-7；（3）在调节池底部利用真空泵使pH值为5-7的碱排液经过第一超滤装置，其渗出液再经过第二超滤装置，超滤后得到果胶浓缩液；（4）将所述果胶浓缩液喷雾干燥得到果胶粉。本发明可将柑橘罐头生产碱排液中的果胶提取制成产品，减少柑橘罐头碱排液产量，和碱排液中的有机物含量，降低罐头工厂的废水处理成本；利用废水提取果胶制品，增加柑橘附加产值，提高企业经济效益。

Description

一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺

技术领域

本发明属于罐头废水资源综合利用领域，特别涉及柑橘罐头碱槽废水的资源利用和果胶提取领域，具体涉及一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺。

背景技术

果胶为白色、浅黄色到黄色的粉末，联合国粮农组织(CFO)和世界卫生组织((WHO)、国际食品标准委员会早已把其纳入食品添加剂，用途极广。果胶的分子量在1万---100多万，不同来源的果胶，分子量不同。

目前有报道称，低分子柑橘果胶分子可以作为galectin-3配体的竞争性抑制剂，通过封闭galectin-3的结合位点从而阻断肿瘤发展。Hsien等研究表明低分子果胶能影响人前列腺癌细胞JAC-1的细胞周期，下调其cyclin-B及cdc2，使细胞积累于G2/M期，诱导产生凋亡。

有体外实验表明，低分子果胶可抑制人乳腺癌及口腔癌细胞穿过由内皮细胞构建的人工基底膜模型。在不同的细胞模型中，低分子果胶均显示出抑制癌细胞侵袭力的能力。

另外还有一部分学者的研究还表明，低分子果胶可以增强抗癌药物，包括化疗药物的肿瘤细胞敏感性，延长相关抗癌药物的耐药时间，从而延长病人生存时间。国内外目前对于低分子果胶的研究已经逐步深入，开发相关的药物和产品将是不可逆转的趋势。

柑橘罐头工业生产碱排水中，含有丰富的糖类物质，其中包括果胶物质。初步研究已经表明，此部分果胶的相对分子量较低。这部分果胶一方面给废水的处理带来很大的麻烦，增加企业的经济成本，同时也增加环境负荷。如果将其提取出来，可以明显降低碱排水中的COD值，增加废水的生物利用能力，减少废水处理成本和减少废水排放量，另一方面，将降低企业运行成本，增加柑橘附加产值，减轻环境负担。

例如，申请人在公开号为CN102745836A的中国发明专利申请中公开了一种桔子罐头生产废水的处理方法，包括：(1)将桔子罐头生产过程中产生的酸槽水和碱槽水分别引出，一部分的酸槽水和碱槽水分别回用于生产中，余下部分的酸槽水和碱槽水中分别加入0.1～1%的硅藻土，沉淀后进行板框压滤；分别得酸压滤液和碱压滤液；(2)将所述酸压滤液和碱压滤液混合，得到混合液，该混合液经布袋过滤，收集滤液，将收集的滤液依次经纳滤和超滤处理后得果胶浓缩液；(3)向所述的果胶浓缩液中加入沉淀剂进行沉淀，离心分离得果胶产品。

发明内容

本发明提供了一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺，该工艺可将柑橘罐头生产碱排液中的果胶提取制成产品，一方面可以减少柑橘罐头碱排液产量，同时减少碱排液中的有机物含量，降低罐头工厂的废水处理成本；另一方面利用废水提取果胶制品，增加柑橘附加产值，提高企业经济效益，对柑桔罐头工业的节能减排和综合利用有较大的意义。

一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺，包括如下步骤：

（1）将柑橘罐头生产的碱排液去除固体杂质后引入调节池中；

（2）持续搅拌所述调节池中的碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整碱排液的pH值为5-7；

（3）在调节池底部利用真空泵使pH值为5-7的碱排液经过第一超滤装置，其渗出液再经过第二超滤装置，超滤后得到果胶浓缩液；

（4）将所述果胶浓缩液喷雾干燥得到果胶粉。

作为优选，在所述调节池上方距离调节池顶部0.2～0.5米高度处安装目数为200-500目、且带有筛网刷的筛网，步骤（1）中所述柑橘罐头生产的碱排液经过该筛网后引入调节池中，所述筛网刷每隔0.5～1小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。

更优选，所述筛网的安装高度为距离调节池顶部0.2米高度处，所述筛网刷每隔0.5小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。

目前柑橘罐头生产工艺中的碱排液中含杂质比较多，基本上是囊衣，果皮等细小颗粒或者线状物，同时带有一定的粘性物质，如果用布袋过滤器过滤这些杂质，粘性物质很快就会把布袋孔径堵塞，本发明利用耐酸碱筛网，同时在线安装筛网刷，每隔30分钟往返刷掉筛网上的杂质，可以使得减排液滤除杂质进入调节池，筛网也不会出现堵塞的现象。

作为优选，所述第一超滤装置的超滤膜截留分子量为8-10万，第二超滤装置的超滤膜截留分子量为1000-5000。

柑橘罐头减排液中含有分子量范围从几百到几十万的有机类物质，要提取里面的果胶物质，必须将其中的杂质去除，利用截留分子量不同的超滤膜，可以将目标果胶进行有效的浓缩和纯化，采用凝胶色谱法测定得到的柑橘减排液果胶片段分子量分布在5000-8万之间，主要分布在2-3万之间。因此利用第一超滤装置和第二超滤装置联合使用将目标果胶进行分离提取浓缩和纯化。

作为优选，步骤（4）中所述喷雾干燥的条件为：进口温度160℃-180℃，流速500-1000毫升/小时，抽气率100%。

所述盐酸溶液的浓度为1mol/L-5.5mol/L。

碱排液在调节池中的停留时间为5～15min。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）目前柑橘罐头生产工艺中的碱排液中含杂质比较多，基本上是囊衣，果皮等细小颗粒或者线状物，同时带有一定的粘性物质，如果用布袋过滤器过滤这些杂质，粘性物质很快就会把布袋孔径堵塞，本发明利用耐酸碱筛网，同时在线安装筛网刷，每隔30分钟往返刷掉筛网上的杂质，可以使得减排液滤除杂质进入调节池，筛网也不会出现堵塞的现象。

（2）碱排液富含有机物，主要为糖类物质，其中含有果胶类物质，这些物质处理得当是可再利用资源。目前的处理方式是按照高浓度有机污水的处理方式处理后，达到排放标准而排放。本工艺可以提取废水中可利用的果胶资源，降低减少企业污水排放量，减少污水有机物含量，降低污水处理成本，有利环境。

（3）该工艺得到的果胶粉平均相对分子量（按照葡聚糖为标准品测算）大约为2万-3万左右，分子量低，酯化度<10%.，而目前低分子果胶的药用价值属于热门的研究领域，如果对此果胶进一步修饰和纯化，可以得到价值更高的商品或者医药产品，目前国外同类产品具有抗癌效果，预期产品附加值较高。

（4）本发明操作简便，适用于放大生产。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，在调节池2的上方且距离调节池2顶部0.2～0.5m高度处安装一张筛网5，该筛网5的目数为200-500目，该筛网5的上方设置筛网刷4，筛网刷4每隔0.5～1小时往返刷掉筛网5上的杂质，柑橘罐头生产中的碱排液从碱排液入口3经过筛网5后引入调节池2中，调节池2中设置搅拌器，持续搅拌调节池2中的碱排液，盐酸溶液（1mol/L-5.5mol/L）从盐酸入口1引入调节池2中，碱排液在调节池中的停留时间为5～15min。

将调节池2中的碱排液pH值调节至5～7，调节到位后从调节池2底部用真空泵6将碱排液泵入第一超滤装置7中，该第一超滤装置7的超滤膜截留分子量为8-10万，超滤后的渗出液经过第二超滤装置8，该第二超滤装置8的超滤膜截留分子量为1000-5000。

超滤后得到果胶浓缩液，将该果胶浓缩液引入喷雾干燥塔9中进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进口温度160℃-180℃，流速500-1000毫升/小时，抽气率100%。喷雾干燥后得到果胶粉10。

实施例1

将柑桔罐头生产中的碱排液从调节池顶部引入调节池中；在距离调节池顶部0.2米高度安装一张筛网，筛网的目数为200目，筛网上方安装有筛网刷，筛网刷每隔0.5小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质；调节池底部安装搅拌器，不停的搅拌碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整到pH值为5；在调节池底部利用真空泵使碱排液进入第一超滤装置和第二超滤装置，第一超滤装置的膜截留分子量为10万，第二超滤装置的膜截留分子量为5000，得到果胶浓缩液；果胶浓缩液进行喷雾干燥；喷雾干燥的条件为：进口温度160℃，流速1000毫升/小时，抽气率100%；得到果胶粉为米黄色粉末产品。该产品的平均相对分子量为29109。

实施例2

将柑桔罐头生产中的碱排液从调节池顶部引入调节池中；在距离调节池顶部0.2米高度安装一张筛网，筛网的目数为500目，筛网上方安装有筛网刷，筛网刷每隔0.5小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质；调节池底部安装搅拌器，不停的搅拌碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整到pH值为7；在调节池底部利用真空泵使碱排液进入第一超滤装置和第二超滤装置，第一超滤装置的膜截留分子量为8万，第二超滤装置的膜截留分子量为1000，得到果胶浓缩液；果胶浓缩液进行喷雾干燥；喷雾干燥的条件为：进口温度180℃，流速500毫升/小时，抽气率100%；得到果胶粉为黄色粉末产品。该产品的分子量为20480。

实施例3

将柑桔罐头生产中的碱排液从调节池顶部引入调节池中；在距离调节池顶部0.2米高度安装一张筛网，筛网的目数为200目，筛网上方安装有筛网刷，筛网刷每隔0.5小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。调节池底部安装搅拌器，不停的搅拌碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整到pH值为6；在调节池底部利用真空泵使碱排液进入第一超滤装置和第二超滤装置，第一超滤装置的膜截留分子量为9万，第一超滤装置的膜截留分子量为4000，得到果胶浓缩液；果胶浓缩液进行喷雾干燥；喷雾干燥的条件为：进口温度180℃，流速500毫升/小时，抽气率100%；得到果胶粉为黄色粉末产品。该产品的分子量为27721。

实施例4

将柑桔罐头生产中的碱排液从调节池顶部引入调节池中；在距离调节池顶部0.5米高度安装一张筛网，筛网的目数为200目，筛网上方安装有筛网刷，筛网刷每隔45min在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。调节池底部安装搅拌器，不停的搅拌碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整到pH值为5；在调节池底部利用真空泵使碱排液进入第一超滤装置和第二超滤装置，第一超滤装置的膜截留分子量为8万，第二超滤装置的膜截留分子量为2000，得到果胶浓缩液；果胶浓缩液进行喷雾干燥；喷雾干燥的条件为：进口温度160℃，500毫升/小时，抽气率100%。得到果胶粉为黄色粉末产品。该产品的分子量为21619。

实施例5

将柑桔罐头生产中的碱排液从调节池顶部引入调节池中；在距离调节池顶部0.5米高度安装一张筛网，筛网的目数为500目，筛网上方安装有筛网刷，筛网刷每隔45min在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。调节池底部安装搅拌器，不停的搅拌碱排液，同时向碱排液中添加盐酸溶液，调整到pH值为7；在调节池底部利用真空泵使碱排液进入第一超滤装置和第二超滤装置，第一超滤装置的膜截留分子量为9万，第二超滤装置的膜截留分子量为3000，得到果胶浓缩液；果胶浓缩液进行喷雾干燥；喷雾干燥的条件为：进口温度160℃，流速25%，抽气率100%；得到果胶粉为黄色粉末产品。该产品的分子量为25105。

Claims

1.一种柑橘罐头生产碱排液提取果胶的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（4）将所述果胶浓缩液喷雾干燥得到果胶粉。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在所述调节池上方距离调节池顶部0.2～0.5米高度处安装目数为200-500目、且带有筛网刷的筛网，步骤（1）中所述柑橘罐头生产的碱排液经过该筛网后引入调节池中，所述筛网刷每隔0.5～1小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。

3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述筛网的安装高度为距离调节池顶部0.2米高度处，所述筛网刷每隔0.5小时在筛网上方往返刷掉筛网上的杂质。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第一超滤装置的超滤膜截留分子量为8-10万，第二超滤装置的超滤膜截留分子量为1000-5000。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤（4）中所述喷雾干燥时的进口温度为160℃-180℃。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤（4）中所述喷雾干燥时的流速为500-1000毫升/小时。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤（4）中所述喷雾干燥时的抽气率100%。