CN103484257A

CN103484257A - 一种柚皮的综合利用方法

Info

Publication number: CN103484257A
Application number: CN201310477379.0A
Authority: CN
Inventors: 叶李艺; 孙乘杰; 蒋艺斐; 姜谊平; 王帅; 黄�焕; 赵杰; 张敬苗
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-10-14
Also published as: CN103484257B

Abstract

一种柚皮的综合利用方法，涉及一种农产品废弃物的资源化处理方法。将柚皮分离成黄色外皮和白色内皮；将白色内皮烘干；将黄色外皮粉碎后，加热，收集馏分，即得精油与水混合液，再萃取、旋蒸，得柚皮精油；将收集馏分后剩下的黄色外皮与乙醇混合，回流至黄皮色素脱净，剩下的黄色外皮烘干；将烘干后的黄色外皮和烘干后的白色内皮混合，粉碎得混合粉，在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中搅拌，抽滤，洗涤后，加入去离子水，调节pH值为1～2，再置于油浴中搅拌，抽滤，将得到的果胶提取液浓缩后，加入乙醇析出果胶，得果胶产品；将抽滤后的残渣烘干，粉碎，取残渣粉末，加去离子水洗涤至中性，抽滤，固体烘干，即得残渣吸附剂。

Description

一种柚皮的综合利用方法

技术领域

本发明涉及一种农产品废弃物的资源化处理方法，尤其是涉及一种柚皮的综合利用方法。

背景技术

柚子果皮中含有精油、色素、柠檬苦素、果胶、纤维等多种有用物质，通常被作为垃圾丢弃，这不仅浪费了其中大量的有用物质，还会对自然环境造成很大污染。如何变废为宝，对农副产品废弃物资源化利用，成为近年来科学研究者的研究方向。如对柚皮的有用物质的提取利用的研究近几年也是呈上升趋势，如中国专利CN102864019.A公开了一种柚皮联产精油和果胶的方法，首先将柚果皮清洁切割再晾干，粉碎，然后用超临界二氧化碳萃取法萃取香精油，残渣用酸性水溶液提取果胶，向果胶提取液中加入乙醇即可得到果胶沉淀。中国专利CN101133811.A公开了一种柚类青果、次果、果皮综合利用的加工工艺，首先将青果和次果清洗后冷磨得到油水混合物，然后用油水分离器分离油层和水层得到香精油，残果粉碎后再用盐酸溶液加热提取果胶，果胶提取液经过过滤、无机陶瓷膜浓缩后用喷雾干燥法得到果胶产品，从膜渗透液中分离得到柚黄酮，最后剩余的残渣通过细菌发酵后与无机肥混合制得有机-无机复合肥。中国专利CN101811028.A公开一种柚皮金属吸附剂的制备方法，首先削去外表皮，留下内表皮，经切碎、碱浸、水洗、调pH、烘干等步骤制成改性吸附剂，对铅、铬等重金属具有一定吸附效果。中国专利CN102631893.A公开一种柚皮瓢吸附剂的制备方法，主要做法为：去柚子外表皮，得柚皮瓢，切碎、用水浸泡并加硫代硫酸钠使水中维持兼氧状态，不断加甲醇和乙酸溶液，使产生产氢产甲烷菌，之后加淀粉、偶氮二甲酸异丙酯发酵，再在高温反应釜中蒸煮，最后真空干燥得到吸附剂。中南大学董朝青、周尽花、汤冬梅等人对柚皮中果胶、黄酮等物质的提取研究，以及江南大学于文峰、储君等人对柚皮精油、色素、果胶的提取分离工艺的研究，等等。上述对柚皮的处理或是单一利用，或是过程复杂，未能简单、有效、充分发掘柚皮的所有价值。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种柚皮的综合利用方法。

本发明包括以下步骤：

1）将柚皮分离成黄色外皮和白色内皮；

2）将白色内皮烘干；

3）将黄色外皮粉碎后，加热，收集馏分，即得精油与水混合液，再使用无水乙醚萃取、旋蒸，最终得到柚皮精油；

4）将步骤3）收集馏分后剩下的黄色外皮与乙醇混合，回流至黄皮色素脱净，剩下的黄色外皮烘干；

5）将步骤4）烘干后的黄色外皮和步骤2）烘干后的白色内皮混合，粉碎，得果皮混合粉，在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中搅拌，抽滤，洗涤后，加入去离子水，调节pH值为1～2，再置于油浴中搅拌，抽滤，将得到的果胶提取液浓缩后，加入乙醇析出果胶，得到果胶产品；

6）将步骤5）抽滤后的残渣烘干，粉碎，取40～200目残渣粉末，加去离子水洗涤至中性，抽滤，固体烘干，即得残渣吸附剂。

在步骤2）中，所述烘干的温度可为50～80℃。

在步骤3）中，所述粉碎可采用粉碎机粉碎3～6次，每次粉碎的时间可为10～15s；所述加热可采用水蒸汽蒸馏法加热2～3h。

在步骤4）中，所述回流的温度可为70～80℃；所述烘干的温度可为50～80℃。

在步骤5）中，所述混合粉与乙醇水溶液的液固比可为25～35ml/g，其中，混合粉以质量计算，乙醇水溶液以体积计算，所述乙醇水溶液可采用50%乙醇水溶液；所述在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中搅拌的条件可为：在80～95℃油浴中搅拌10～30min；所述洗涤可采用水洗涤；所述去离子水与混合粉的液固比可为30～50ml/g，其中，混合粉以质量计算，去离子水以体积计算；所述再置于油浴中搅拌的条件可为于80～95℃油浴中搅拌60～180min。

在步骤6）中，所述残渣烘干的温度可为50～80℃；所述固体烘干的温度可为50～100℃。

本发明在制备吸附剂的过程中联产了精油、果胶等高附加值的产品，提高了柚皮的利用价值，将农产品的废弃物资源化利用更为充分。整个制备过程可连续生产，适合于工业化应用。所制备的吸附剂可用于亚甲基蓝、碱性品红等碱性染料的印染废水处理，也可用于重金属的吸附处理。本发明也可用于其他柑橘类水果果皮的资源化利用。

附图说明

图1为实施例1制备的残渣吸附剂电镜扫描图。

图2为实施例1制备的残渣吸附剂红外吸收光谱图。在图2中，横坐标为波数(cm^-1)，纵坐标为透过率（%）。

图3为亚甲基蓝的紫外-可见分光光度法测定的标准曲线。在图3中，测定波长为663nm，横坐标为浓度（mg/L），纵坐标为吸光度，曲线表达式为y=0.2579x+0.05059，相关度R²=0.9997。

图4为碱性品红的紫外-可见分光光度法测定的标准曲线。在图4中，测定波长为543nm，横坐标为浓度（mg/L），纵坐标为吸光度，曲线表达式y=0.1374x+0.03821，相关度R²=0.9968。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1.联产制备柚皮精油、果胶和吸附剂

（1）将柚皮整皮洗干净后将黄色外皮和白色内皮分开，白皮置于50℃烘箱烘干，黄皮称重为117.5g，置于粉碎机中粉碎3次，每次15s，转移到三颈瓶，加入0.5g氯化钠，再加入去离子水，至没过固体1～2cm，进行水蒸气蒸馏，收集馏分，大约蒸3h，至蒸出的气体不再有柚皮香味，停止蒸馏，将馏分转移到分液漏斗，用无水乙醚进行萃取，对上层液体进行旋转蒸发，得到柚皮精油0.6902g，产率0.587%。

（2）将（1）中黄皮剩余物抽滤，用无水乙醇回流去除色素后在50℃下烘干，与白皮混合粉碎2min，得混合粉，称取10.057g，加300ml、50%乙醇水溶液在95℃下煮20min，抽滤，少量水洗涤，再加400ml去离子水，用盐酸调节pH=1.80,在90℃下煮100min，抽滤，得到果胶提取液，按1∶1.5（v:v）比例加入工业乙醇，抽滤，得到湿果胶，在50℃下烘干得到干果胶1.456g，产率14.5%。

（3）将（2）中提取果胶剩余固体在50℃下烘干，得到残渣3.234g，产率32.2%，残渣粉碎，筛取40～80目粉末，用去离子水洗涤至中性，在70℃下烘干，得到40～80目残渣吸附剂。

从图1的电镜图看到残渣吸附剂的表面粗糙，有大量的褶皱，还有大量的孔洞，孔径大小在5～20μm。从红外光谱图（图2）看到残渣吸附剂在波数分别为1062cm^-1、1384cm^-1、1637cm^-1、1735cm^-1、2923cm^-1、3421cm^-1处的C-O、-COO、C=C、C=O、O-H和-OH吸收峰。

实施例2.联产制备柚皮精油、果胶和吸附剂

（1）将几块柚皮洗干净后黄皮与白皮分开，白皮置于60℃烘箱烘干，黄皮称重为50.3g，置于粉碎机中粉碎3次，每次20s，转移到三颈瓶，加入0.5g氯化钠，再加入去离子水，至没过固体1～2cm，进行水蒸气蒸馏，收集馏分，大约蒸4h，停止蒸馏，将馏分转移到分液漏斗，用无水乙醚进行萃取，对上层液体进行旋转蒸发，得到柚皮精油0.219g，产率0.435%。

（2）将（1）中黄皮剩余物抽滤，用无水乙醇回流去除色素后在60℃下烘干，与白皮混合粉碎3min，得混合粉，称取10.12g，加400ml、50%乙醇水溶液在95℃下煮10min，抽滤，少量水洗涤，再加400ml去离子水，用盐酸调节pH=2.01,在95℃下煮90min，抽滤，得到果胶提取液，用旋蒸仪在50℃下旋蒸浓缩提取液至60ml，按1∶1.5（v:v）比例加入工业乙醇，抽滤，得到湿果胶，在50℃下烘干得到干果胶1.413g，产率14.0%。

（3）将（2）中提取果胶剩余固体在50℃下烘干，得到残渣3.136g，产率31.0%，残渣粉碎，筛取40～80目粉末，用去离子水洗涤至中性，在60℃下烘干，得到40～80目残渣吸附剂。

实施例3.残渣吸附剂的吸附效果评价

用亚甲基蓝溶液模拟染料废水，称取实施例1制备的40～80目残渣吸附剂0.9961g于1号锥形瓶，加入50.0ml粗配的1000mg/L的亚甲基蓝溶液，向另一个锥形瓶（2号）中加入相同的溶液50.0ml，两瓶同时放入25℃、150r/min的恒温振荡器中振荡24h，取出，吸取溶液离心，取上清液，分别稀释200倍和500倍测定吸光度，从标准曲线确定浓度，计算得吸附前后溶液的浓度分别为1073.7mg/L和221.6mg/L，得出残渣吸附剂对此亚甲基蓝溶液的去除率为79.4%，吸附量为42.8mg/g。

实施例4.残渣吸附剂的吸附效果评价

（1）称取实施例1制备的40～80目残渣吸附剂0.2043g，加入50.0ml、100.4mg/L的亚甲基蓝溶液，放入恒温振荡器中于25℃、130r/min下振荡24h，取出，吸取溶液进行离心，吸取上清液测定吸光度，从标准曲线中找出吸附后溶液的浓度，计算得出亚甲基蓝的去除率为91.3%，残渣吸附剂对亚甲基蓝的吸附量为22.4mg/g。

（2）取目数大于80目残渣用去离子水洗涤至中性，在70℃下烘干，得目数大于80目的残渣吸附剂，称取0.1999g，加入50.0ml、100.4mg/L亚甲基蓝溶液，放入恒温振荡器中于25℃、130r/min下振荡24h，取出，吸取溶液离心，取上清液测定吸光度，从标准曲线中找出吸附后溶液浓度，计算得出亚甲基蓝的去除率为91.5%，残渣吸附剂对亚甲基蓝的吸附量为23.0mg/g。

（3）称取40～80目残渣吸附剂0.1016g，加入50.0ml、50.1mg/L的碱性品红溶液，放入恒温振荡器中25℃、130r/min下振荡24h，取出，吸取溶液离心，取上清液测定吸光度，从标准曲线中找出吸附后溶液浓度，计算得出碱性品红的去除率和吸附量，计算得碱性品红的去除率为73.3%，残渣吸附剂对亚甲基蓝的吸附量为18.1mg/g。

实施例5.残渣吸附剂的吸附效果评价

将0.199g、40～80目残渣吸附剂加入50.0ml的Pb²⁺溶液，同时做了一份没有加吸附剂的空白实验，两瓶同时在25℃、130r/min的恒温振荡器中振荡24h，滤膜过滤，测定滤液吸光度，采用标准曲线法，利用原子吸收分光光度计测定溶液中铅离子浓度（空白样稀释50倍测定），由仪器计算得知吸附后溶液中Pb²⁺浓度为1.591mg/L，空白样Pb²⁺浓度为76.9mg/L，计算Pb²⁺的去除率为97.9%，吸附量为18.9mg/g。

Claims

1.一种柚皮的综合利用方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将柚皮分离成黄色外皮和白色内皮；

2）将白色内皮烘干；

2.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤2）中，所述烘干的温度为50～80℃。

3.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤3）中，所述粉碎采用粉碎机粉碎3～6次，每次粉碎的时间为10～15s。

4.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤3）中，所述加热采用水蒸汽蒸馏法加热2～3h。

5.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤4）中，所述回流的温度为70～80℃；所述烘干的温度可为50～80℃。

6.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤5）中，所述混合粉与乙醇水溶液的液固比为25～35ml/g，其中，混合粉以质量计算，乙醇水溶液以体积计算，所述乙醇水溶液采用50%乙醇水溶液。

7.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤5）中，所述在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中搅拌的条件为：在80～95℃油浴中搅拌10～30min；所述洗涤可采用水洗涤。

8.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤5）中，所述去离子水与混合粉的液固比为30～50ml/g，其中，混合粉以质量计算，去离子水以体积计算。

9.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤5）中，所述再置于油浴中搅拌的条件为于80～95℃油浴中搅拌60～180min。

10.如权利要求1所述一种柚皮的综合利用方法，其特征在于在步骤6）中，所述残渣烘干的温度为50～80℃；所述固体烘干的温度可为50～100℃。