CN103122039A - 一种柑橘罐头生产酸排液提取果胶的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柑橘罐头生产酸排液提取果胶的工艺，包括：（1）将柑橘罐头生产中的酸排液引入调节池中，持续搅拌调节池中的酸排液，同时向酸排液中添加氢氧化钠溶液，将酸排液的pH值调整为3.5-7；（2）将pH值为3.5-7的酸排液通过布袋过滤器；（3）经过布袋过滤器后的酸排液过超滤装置，得到果胶浓缩液；（4）将果胶浓缩液喷雾干燥后得果胶粉。本发明可将柑橘罐头生产酸排液中的果胶提取制成产品，一方面可以减少柑橘罐头酸排液产量，同时减少酸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。
Description
技术领域
本发明属于罐头废水资源综合利用领域，特别涉及柑橘罐头酸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酸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，有非常好的特殊水果香味，无异昧、无固定熔点和溶解度。果胶的应用极广，由于它是一种天然提取物，无毒，使用安全，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已把果胶纳入食品添加剂，具有增稠、稳定和乳化作用，可应用于饮料、果冻、糖果等生产中。
目前有报道称，高甲氧基果胶能有效阻止外因胆固醇的吸收，促进中性胆固醇和肝脏胆固醇的排泄，对血清胆固醇和肝脏胆固醇的升高有很强的抑制作用。
有研究称，低分子柑橘果胶分子同癌细胞的受体紧密结合，可阻止癌细胞粘附在健康组织上，并阻塞养活癌细胞的血管的形成，具有抗癌作用。国外目前已有一些改性柑橘果胶产品。
目前我国果胶市场年需求量比较大，但是国内只有几百吨的生产能力，且产品单一，产量不稳定，每年还要从国外大量进口，价格高达12万元／吨。由此可见，发展果胶生产在国内市场前景是广阔的。
柑橘罐头工业生产酸排水中，含有一定含量的果胶，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，可以明显降低酸排水中的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。
申请人酸排液果胶不同于目前市场上的其他柑橘果胶产品，按照目前以葡聚糖为标准品测定获得的柑橘果胶分子量大约在100万以上，而目前国内还没有报道过如此大的分子量的柑橘果胶，对此工艺的研究也较少。
发明内容
本发明提供了一种柑橘罐头生产酸排液提取果胶的工艺，该工艺可将柑橘罐头生产酸排液中的果胶提取制成产品，一方面可以减少柑橘罐头酸排液产量，同时减少酸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。
一种柑橘罐头生产酸排液提取果胶的工艺，包括如下步骤：
（1）将柑橘罐头生产中的酸排液引入调节池中，持续搅拌调节池中的酸排液，同时向酸排液中添加氢氧化钠溶液，将酸排液的pH值调整为3.5-7；
（2）将pH值为3.5-7的酸排液通过布袋过滤器；
（3）经过布袋过滤器后的酸排液过超滤装置，得到果胶浓缩液，所述超滤装置的超滤膜截的留分子量为10万-40万；
（4）将所述果胶浓缩液喷雾干燥后得果胶粉。
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300-600毫升/小时，抽气率100%。
作为优选，步骤（1）中的搅拌速度为20～30转/分钟。
所述布袋过滤器的目数为100-400目。
步骤（1）中所述氢氧化钠溶液的浓度为4～6.5mol/L。
目前市场上的柑橘果胶，一般分子量在5-30万之间，或者通过改性而获得分子量更低于5万的低分子果胶。浓缩该类果胶溶液，如果采用超滤膜技术，膜孔径选择范围要求为10万以下，否则无法起到浓缩作用或者果胶损耗很大。本发明中，柑橘罐头酸排液含大分子果胶，并且所含相对分子量大小的蛋白子含量极少，目标果胶分子量在100万以上，采用10-30万膜孔径的超滤设备，可以有效的去除分子量小于10万以下一些物质，包括水分，同时起到浓缩和纯化果胶的目的。
目前国外内并未见到关于分子量在100万以上的柑橘果胶的相关特性研究。本发明的发明人在研究中发现，本发明果胶的凝胶特性非常好，1升水中只溶解0.1-0.2克果胶就能在常温下形成良好的凝胶体。该果胶由甘露糖，葡萄糖醛酸，鼠李糖，半乳糖醛酸，葡萄糖，半乳糖，木糖，阿拉伯糖，岩藻糖等单体组成，相对摩尔组成比例为0.35：0.14：0.50：3.78：1.21:1.34：0.74：2.64：0.15。与目前市场上的果胶产品相比，该果胶的凝胶特性显著优于目前市场上的果胶产品，一般市场上的果胶作为凝胶剂，一般添加量在千分子一以上，但该果胶物质，只要万分之一到万分之二就能达到同等效果。用量则仅为目前市售产品的1/10。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）目前柑橘罐头生产工艺中的酸排水基本上都是用石灰进行沉淀处理后，污水进入到污水厂进行处理后排放，废水中一些可利用的物质并没有得到有效的利用，企业需要付出很大的污水处理成本，对环境也造成一定负担。
（2）酸排水在调节池中调整pH值以后，酸排水中的果胶会容易过布袋过滤器而不会引起由果胶造成的布袋堵塞，使得整个工艺得以连续一体化操作，中间不需要时间停顿。
（3）该工艺得到的果胶相对分子量（按照葡聚糖为标准品测算）可以达到100多万以上，果胶凝胶特性好，甲酯化程度高，果胶粉成米黄色或者白色。1升水中只要放入0.1-0.2克的果胶便能形成凝胶，可出售的价格相对较高。
（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1中安装搅拌器2，柑橘罐头生产中的酸排液引入调节池1中，通过搅拌器2持续搅拌调节池1中的酸排液，同时向酸排液中添加氢氧化钠溶液，调节酸排液的pH值至3.5～7，使酸排水中的果胶更容易过布袋过滤器而4不会引起由果胶造成的布袋堵塞，pH值调节到位后，用真空泵3将pH值为3.5～7的酸排液从调节池底部泵入布袋过滤器4中，布袋过滤器4的目数为100～400目，经过布袋过滤器4后的酸排液送入超滤装置5中，超滤装置5的超滤膜的截留分子量为10～40万，经过超滤装置后得到果胶浓缩液，将果胶浓缩液送入喷雾干燥塔6中进行喷雾干燥，喷雾干燥塔6的进口温度为160℃-180℃，塔内流速为300-600毫升/小时，抽气率100%，喷雾干燥后得到果胶粉7。
实施例1
柑橘罐头酸排放水引入调节池，一边搅拌，搅拌速率为每分钟25转，搅拌同时向调节池中投加6.5mol/L氢氧化钠溶液调节到酸排液pH值3.5，搅拌后的酸排液过100目布袋过滤器；然后过超滤装置，超滤膜截留分子量为40万，得到果胶浓缩液。
果胶浓缩再经进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进口温度180℃，流速300毫升/小时，抽气率100%，得到的果胶粉为白色粉末，由该实施例制备得到的果胶的相对分子量为147万左右（以葡聚糖为标准品），鉴定方法：凝胶色谱法。采用色谱柱为日本东洋曹达的TOSOH TSKG5000PWXL凝胶色谱柱。
实施例2
柑橘罐头酸排放水引入调节池，一边搅拌，搅拌速率为每分钟30转，调节到酸排液pH值6.0，搅拌后的酸排液过300目布袋过滤器；然后过超滤装置，超滤膜截留分子量为10万，得到果胶浓缩液。
果胶浓缩再经进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进口温度170℃，流速500毫升/小时，抽气率100%，得到的果胶粉为米黄色粉末，由该实施例制备得到的果胶的相对分子量为147万左右（以葡聚糖为标准品），鉴定方法：凝胶色谱法。采用色谱柱为日本东洋曹达的TOSOH TSKG5000PWXL凝胶色谱柱。
实施例3
柑橘罐头酸排放水引入调节池，一边搅拌，搅拌速率为每分钟20转，调节到酸排液pH值7.0，搅拌后的酸排液过400目布袋过滤器；然后过超滤装置，超滤膜截留分子量为25万，得到果胶浓缩液。
果胶浓缩再经进行喷雾干燥，喷雾干燥的条件为：进口温度160℃，流速600毫升/小时，抽气率100%，得到的果胶粉为淡黄色粉末，由该实施例制备得到的果胶的相对分子量为147万左右（以葡聚糖为标准品），鉴定方法：凝胶色谱法。采用色谱柱为日本东洋曹达的TOSOH TSKG5000PWXL凝胶色谱柱。
Claims (6)
1.一种柑橘罐头生产酸排液提取果胶的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将柑橘罐头生产中的酸排液引入调节池中，持续搅拌调节池中的酸排液，同时向酸排液中添加氢氧化钠溶液，将酸排液的pH值调整为3.5-7；
（2）将pH值为3.5-7的酸排液通过布袋过滤器；
（3）经过布袋过滤器后的酸排液过超滤装置，得到果胶浓缩液，所述超滤装置的超滤膜截的留分子量为10万-40万；
（4）将所述果胶浓缩液喷雾干燥后得果胶粉。
2.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℃。
3.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300-600毫升/小时。
4.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%。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤（1）中的搅拌速度为20～30转/分钟。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述布袋过滤器的目数为100-400目。
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