CN106188335A - 柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法与系统 - Google Patents

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Abstract

一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，分别通过不同级别的分离装置分离出柑橘罐头加工工艺水中的高分子果胶、低分子果胶以及多酚、单糖等物质，避免了传统罐头加工中工艺水难处理造成环境污染及物质浪费，且各个不同分子量物质的分离采用的分离提取方式也都不同，比如超滤、纳滤等，不会使回收工艺太过复杂；本发明还提供了一种柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统，根据高分子果胶、低分子果胶以及多酚、单糖分子量大小不同，采用不同的膜装置用于过滤的分离装置，促使分离出的上述物质纯度较高，系统中包含除盐装置能有效的去除工艺水中的重金属以及盐类，避免了这些物质对提取后的高分子果胶、低分子果胶以及酚、单糖的污染。

Description

柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法与系统
技术领域
本发明涉及柑橘罐头加工过程中工艺水处理技术领域，具体涉及一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法与系统。
背景技术
柑桔中含有大量的果胶与多酚，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。
柑桔作为世界上第一大水果，我国又是柑桔产量大国，柑桔种植已成为我国农业创收的主要途径，柑桔罐头又是我国柑桔加工的主要产品，也是传统的优势产品，而且大量出口至日本、美国及欧洲等国家或地区，目前在我国柑桔罐头加工普遍采用传统的酸、碱去囊衣去桔络工艺，在生产过程中产生大量的含有果胶及多酚的酸、碱液，由于回收工艺复杂、难度大、成本高，现阶段我国的加工企业都将这一原料的工艺水作为废水排放，给废水处理带来很大的困难，柑橘罐头加工过程中排放的酸、碱液中，含有一定量的果胶，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、碱排放水中的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。
发明内容
本发明目的在于提供一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，以达到柑桔罐头加工过程中，分别提取高分子果胶、低分子果胶、多酚等物质，提高柑桔产品的利用，有利于提高企业的再生产，增加柑橘附加产值，减轻环境负担，提高企业的综合效益等有益效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，所述果胶包括高分子果胶与低分子果胶，包括以下步骤：
(1)原料液的处理：柑橘经过清洗、剥皮、分瓣后进入酸液池再进入碱液池，橘瓣经清洗后进入罐头加工设备加工成罐头，此时，酸液池和碱液池中的酸、碱液含有大量的果胶和多酚，将酸液柑桔水以及碱液柑桔水通过多级过滤装置过滤后打入中和调节池，持续搅拌中和调节池中的酸、碱液，将中和液的pH值调整为3-4.5；
(2)低温浓缩：中和后的中和液进入低温浓缩装置进行浓缩，排出中和液大量的水分；
(3)高分子果胶提取：低温浓缩后的中和液进入萃取装置中加入萃取液进行高分子果胶萃取，萃取后的果胶液进入压榨装置压榨得到高分子果胶浓缩液，将高分子果胶浓缩液喷雾干燥后得高分子果胶粉；
(4)回收萃取液：萃取液通过萃取液回收装置回收，从而分离萃取液及含有低分子果胶及多酚的原料液；
(5)一级分离：低分子果胶及多酚的原料液进入提取原料池，经一级分离装置超滤(分子量范围为50000---100000道尔顿)循环分离出高分子果胶和低分子果胶，分离后的浓缩液进入中和调节池循环提取高分子果胶，分离后的透过液进入除盐、重金属装置；
(6)除盐、重金属：一级分离装置分离后的含有低分子果胶和多酚的透过液进入除盐装置进行除盐、重金属；
(7)低分子果胶提取：除盐后的低分子果胶液体进入一级提取池，经二级分离装置超滤(分子量范围为5000---50000道尔顿)提取出低分子果胶浓缩液，低分子果胶液体经过浓缩、喷雾干燥后得到低分子果胶粉；
(8)多酚提取：透过液经过三级分离装置纳滤分离出多酚浓缩液以及透过液，经过二级提取池提取出多酚浓缩液，多酚浓缩液经过喷雾干燥后得到多酚，三级分离装置的透过液进入三级提取池；
(9)单糖提取：透过液经过四级分离装置反渗透分离出单糖，经过三级提取池提取出单糖浓缩液，单糖浓缩液通过干燥后得到单糖，透过液作为纯水重新使用。
优选地，通过单糖提取后的透过液是经过反渗透膜分离出的纯水。
优选地，所述除盐包括除盐、除重金属装置I以及与之串联的除盐、除重金属装置II，所述除盐、除重金属装置I采用电渗析除盐、除重金属，所述除盐、除重金属装置II采用离子交换除盐、除重金属。
优选地，所述萃取液为酒精。
一种柑橘罐头加工工艺水中提取果胶及多酚的系统，包括用于分离原料以及原料废水的原料池，原料池包括酸液柑桔水池与碱液柑桔水池，所述酸液柑桔水池与碱液柑桔水池的原料排出口分别连接有罐头加工设备，水池排出口分别通过多级过滤装置连接中和调节池，中和调节池连接有低温浓缩装置，低温浓缩装置依次连接有萃取装置、压榨装置、萃取液回收装置、提取原料池、用于分离高分子果胶的一级分离装置、除盐装置、一级提取池、用于提取低分子果胶的二级分离装置、二级提取池、用于提取多酚的三级分离装置、三级提取池、用于提取单糖的四级分离装置、所述提取原料池连接中和调节池。
优选地，所述三级提取池连接有四级分离装置。
优选地，所述除盐装置包括除盐、除重金属装置I以及与之串联的除盐、除重金属装置II。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：
本发明的一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，分别通过不同级别的分离装置分离出橘罐头工艺水中的高分子果胶、低分子果胶以及多酚、单糖等物质，该些物质用途比较广泛，避免了传统罐头加工中废水难以处理造成环境污染以及物质的浪费，且各个不同分子量物质的分离采用的分离提取方式也都不同，比如超滤、纳滤等，不会使回收工艺太过复杂；本发明还提供了一种柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统，主要用于上述方法的实施，该系统根据高分子果胶、低分子果胶以及酚、单糖分子量分布不同用于过滤的分离装置，促使分离出的上述物质纯度较高，系统中包含除盐装置能有效的去除工艺水中的重金属以及盐类，避免了该些物质对提取后的高分子果胶、低分子果胶以及酚、单糖的污染。
附图说明
图1为本发明柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进行清楚、完整地描述。
实施例一
一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，所述果胶包括高分子果胶与低分子果胶，包括以下步骤：
(1)原料液的处理：柑橘经过清洗、剥皮、分瓣后进入酸液池在进入碱液池，橘瓣经清洗后进入罐头加工设备加工成罐头，此时，酸液池和碱液池中的酸、碱液含有大量的果胶和多酚，将酸液柑桔废水以及碱液柑桔废水通过多级过滤装置过滤后打入中和调节池，持续搅拌中和调节池中的酸、碱液，将酸、碱液的pH值调整为3-4.5；
(2)低温浓缩：中和后的中和液进入低温浓缩装置进行浓缩，排出中和液大量的水分；
(3)高分子果胶提取：低温浓缩后的中和液进入萃取装置中加入萃取液进行高分子果胶萃取，萃取后的果胶液进入压榨装置压榨得到高分子果胶浓缩液，将高分子果胶浓缩液喷雾干燥后得高分子果胶粉；
(4)回收萃取液：萃取液通过萃取液回收装置回收，从而分离萃取液及含有低分子果胶及多酚的原料液；
(5)一级分离：低分子果胶及多酚的原料液进入提取原料池，经一级分离装置循环分离出高分子果胶和低分子果胶，分离后的浓缩液进入中和调节池循环提取高分子果胶，由于高分子果胶的分子量100000以上，所以超滤膜需要50000--100000分子量的规格，分离后的透过液进入除盐、重金属装置；
(6)除盐、重金属：一级分离装置分离后的含有低分子果胶和多酚的透过液进入除盐装置进行除盐、重金属；
(7)低分子果胶提取：除盐后的低分子果胶液体以及透过液进入一级提取池，经二级分离装置超滤(分子量5000---50000)提取出低分子果胶浓缩液，低分子果胶液体经过浓缩、喷雾干燥后得到低分子果胶；
(8)多酚提取：透过液经过三级分离装置纳滤分离出多酚浓缩液以及透过液，经过二级提取池提取出多酚浓缩液，多酚浓缩液经过喷雾干燥后得到多酚，三级分离装置的透过液进入三级提取池；
(9)单糖提取：透过液经过四级分离装置反渗透分离出单糖，经过三级提取池提取出单糖浓缩液，单糖浓缩液通过干燥后得到单糖，透过液作为纯水重新使用。
实施例二
(1)原料液的处理：原料液中提出的原料进入罐头加工设备加工后，原料液中剩余酸液柑桔废水以及碱液柑桔废水，将酸液柑桔废水以及碱液柑桔废水通过初级过滤装置过滤后打入中和调节池，持续搅拌中和调节池中的酸排液，搅拌速度为25转/分钟，将酸排液的pH值调整为4；
步骤2至9与实施例一一致，而步骤9后加入步骤10：通过单糖提取后的透过液经过反渗透膜分离出纯水，使得废水能最大限度的利用，且使得排放零污染。
其中实施例一与实施例二中所述除盐包括除盐、除重金属装置I以及与之串联的除盐、除重金属装置II，所述除盐、除重金属装置I采用电渗析除盐、除重金属，所述除盐、除重金属装置II采用离子交换除盐、除重金属，这样可以保证不同的盐分都能去除，也可以根据实际盐分含量的要求择一使用除盐、除重金属装置I或是除盐、除重金属装置II。
所述萃取液为酒精，酒精能将高分子果胶大量的分离出，且酒精可回收，节约了成本。
如图1所示，本发明还提供了一种柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统，包括用于分离原料以及原料废水的原料池，原料池包括酸液柑桔水池与碱液柑桔水池，所述酸液柑桔水池与碱液柑桔水池的原料排出口分别连接有罐头加工设备，水池排出口分别通过多级过滤装置连接中和调节池，中和调节池连接有低温浓缩装置，低温浓缩装置依次连接有萃取装置、压榨装置、萃取液回收装置、提取原料池、用于分离高分子果胶的一级分离装置、除盐装置、一级提取池、用于提取低分子果胶的二级分离装置、二级提取池、用于提取多酚的三级分离装置、三级提取池、用于提取单糖的四级分离装置、所述提取原料池连接中和调节池。
所述三级提取池连接有四级分离装置，所述四级分离装置可将透过液净化为纯水。
所述除盐装置包括除盐、除重金属装置I以及与之串联的除盐、除重金属装置II。
根据本发明的柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法的步骤可知，本发明分别通过不同级别的分离装置分离出橘罐头工艺水中的高分子果胶、低分子果胶以及多酚、单糖等物质，该些物质用途比较广泛，避免了传统罐头加工中废水难以处理造成环境污染以及物质的浪费，且各个不同分子量物质的分离采用的分离提取方式也都是常见的，比如超滤、纳滤等，不会使回收工艺太过复杂；本发明还提供了一种柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统，主要用于上述方法的实施，该系统根据高分子果胶、低分子果胶以及酚、单糖分子量布置用于过滤的分离装置，促使分离出的上述物质纯度较高，系统中包含除盐装置能有效的去除工艺水中的重金属以及盐类，避免了该些物质对提取后的高分子果胶、低分子果胶以及酚、单糖的污染。

Claims (7)

1.一种柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，所述果胶包括高分子果胶与低分子果胶，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料液的处理：柑橘经过清洗、剥皮、分瓣后进入酸液池再进入碱液池，橘瓣经清洗后进入罐头加工设备加工成罐头，此时，酸液池和碱液池中的酸、碱液含有大量的果胶和多酚，将酸液柑桔水以及碱液柑桔水通过多级过滤装置过滤后打入中和调节池，持续搅拌中和调节池中的酸、碱液，将中和液的pH值调整为3-4.5；
(2)低温浓缩：中和后的中和液进入低温浓缩装置进行浓缩，排出中和液大量的水分；
(3)高分子果胶提取：低温浓缩后的中和液进入萃取装置中加入萃取液进行高分子果胶萃取，萃取后的果胶液进入压榨装置压榨得到高分子果胶浓缩液，将高分子果胶浓缩液喷雾干燥后得高分子果胶粉；
(4)回收萃取液：萃取液通过萃取液回收装置回收，从而分离萃取液及含有低分子果胶及多酚的原料液；
(5)一级分离：低分子果胶及多酚的原料液进入提取原料池，经一级分离装置超滤循环分离出高分子果胶和低分子果胶，分离后的浓缩液进入中和调节池循环提取高分子果胶，分离后的透过液进入除盐、重金属装置；
(6)除盐、重金属：一级分离装置分离后的含有低分子果胶和多酚的透过液进入除盐装置进行除盐、重金属；
(7)低分子果胶提取：除盐后的低分子果胶液体进入一级提取池，经二级分离装置超滤提取出低分子果胶浓缩液，低分子果胶液体经过浓缩、喷雾干燥后得到低分子果胶粉；
(8)多酚提取：透过液经过三级分离装置纳滤分离出多酚浓缩液以及透过液，经过二级提取池提取出多酚浓缩液，多酚浓缩液经过喷雾干燥后得到多酚，三级分离装置的透过液进入三级提取池；
(9)单糖提取：透过液经过四级分离装置反渗透分离出单糖，经过三级提取池提取出单糖浓缩液，单糖浓缩液通过干燥后得到单糖，透过液作为纯水重新使用。
2.如权利要求1所述的柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，其特征在于，通过单糖提取后的透过液是经过反渗透膜分离出的纯水。
3.如权利要求1或2所述的柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，其特征在于，所述除盐包括除盐、除重金属装置I以及与之串联的除盐、除重金属装置II，所述除盐、除重金属装置I采用电渗析除盐、除重金属，所述除盐、除重金属装置II采用离子交换除盐、除重金属。
4.如权利要求1或2所述的柑橘罐头加工工艺中同步提取果胶及多酚的方法，其特征在于，所述萃取液为酒精。
5.一种柑橘罐头加工工艺水中提取果胶及多酚的系统，其特征在于，包括用于分离原料以及原料废水的原料池，原料池包括酸液柑桔水池与碱液柑桔水池，所述酸液柑桔水池与碱液柑桔水池的原料排出口分别连接有罐头加工设备，水池排出口分别通过多级过滤装置连接中和调节池，中和调节池连接有低温浓缩装置，低温浓缩装置依次连接有萃取装置、压榨装置、萃取液回收装置、提取原料池、用于分离高分子果胶的一级分离装置、除盐装置、一级提取池、用于提取低分子果胶的二级分离装置、二级提取池、用于提取多酚的三级分离装置、三级提取池、用于提取单糖的四级分离装置、所述提取原料池连接中和调节池。
6.如权利要求5所述的柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统，其特征在于，所述三级提取池连接有四级分离装置。
7.如权利要求5或6所述的柑橘罐头工艺水中提取果胶及多酚的系统，其特征在于，所述除盐装置包括除盐、除重金属装置I以及与之串联的除盐、除重金属装置II。
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CN106188335B (zh) 2019-02-15

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