CN106220754A - 一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于甜菜果胶萃取技术领域，具体涉及一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法，包括以下步骤，(a)甜菜干粕原料破碎，(b)蒸煮、萃取釜选择，(c)甜菜干粕原料萃取，(d)多效及括板式分步浓缩甜菜果胶萃取液，(e)三位一体设备操作和(f)真空干燥过程。本发明提出的一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法提高新型甜菜果胶产品质量，标准蒸煮、萃取工段的工艺流程性，减少了萃取液的浓缩蒸发量，节约了产品成本。

Description

一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法
技术领域
本发明涉及一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法，属于甜菜果胶萃取技术领域。
背景技术
甜菜广泛的分布在我国东北及西北等地，甜菜干粕又是为甜菜加工的下脚料，其资源十分丰富且价格十分低廉。甜菜果胶又是天然的低脂果胶，因此以甜菜干粕为原料生产甜菜果胶在近段时期内必定是一个十分兴旺的行业，但是甜菜干粕及甜菜果胶的物料特性决定了甜菜果胶行业能有效益的工业化大生产。
传统酸法提取甜菜果胶工艺都是甜菜干渣→蒸煮灭酶→稀酸液萃取→压滤→脱色→压滤→减压浓缩→醇析→压榨→浸泡洗涤→二次压榨→二次浸泡洗涤→再压榨→真空干燥→粉碎→过筛→混拼→果胶成品。
但传统酸法提取甜菜果胶工艺存在有以下不足之处：(1)甜菜干渣吸水膨胀率极高。在甜菜干粕蒸煮及酸性萃取时，干渣与水比例为1:30左右，甜菜干粕吸水后，物料流动性极差，传质传热效果也十分不理想，而甜菜果胶对温度十分敏感，因此在上述状况下萃取所得的甜菜果胶成分会有较大差异，果胶最重要的功能性指标—凝胶度就会受到极大影响。
(2)甜菜果胶萃取液起始浓度低，约为0.3％～0.4％，距离最佳醇析结晶点15％浓度还有很大量的水分需要蒸发，在蒸发过程中高温长时间对甜菜果胶有效成分破坏十分严重，质量下降，甜菜果胶萃取液浓缩量过大致使每吨产品能耗偏高，生产成本也相应大幅度提高。
(3)有机溶剂使用量大，安全生产性能差，生产成本昂贵。老工艺生产果胶，由于脱色液浓缩不能达到最佳醇析浓度13％以上(果胶本身的粘度及热敏性要求不允许甜菜果胶脱色液长时间高温浓缩)，醇析时使用酒精量过大、浸泡洗涤又为基本敞开式操作，因此生产1吨果胶使用95％食用酒精为50吨左右，损耗为20％(即回收80％左右)，也就是生产1吨甜菜果胶需要消耗将近10吨95％的食用酒精，大量的乙醇气体损耗和挥发致使安全状况十分恶劣，生产成本也居高不下。
目前果胶市场十分火热，甜菜果胶作为天然低脂果胶，价高且供不应求。甜菜果胶小试技术及中试报告十分频繁，但国内能真正规模化大生产甜菜果胶的工厂还没有，真正的原因也就是上述的三大难点，本发明的甜菜果胶新工艺正是解决了甜菜果胶生产中的以上公认的三大难点，为规模化大生产甜菜果胶提供了坚实的工程技术保证。
综上所述，为了解决现有技术存在的传统甜菜果胶生产工艺上述问题，目前亟需发明一种可提高新型甜菜果胶产品质量，标准蒸煮、萃取工段的工艺流程性，减少了萃取液的浓缩蒸发量，节约了产品成本的甜菜干粕规模化生产果胶的方法。
发明内容
本发明提出一种可提高新型甜菜果胶产品质量，标准蒸煮、萃取工段的工艺流程性，减少了萃取液的浓缩蒸发量，节约了产品成本的甜菜干粕规模化生产果胶的方法，解决了现有技术存在的传统甜菜果胶生产工艺利润较低，烯酸蒸发比例偏高等问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法，包括以下步骤：
甜菜干粕原料破碎：将甜菜干粕原料破碎至60目～80目后进入蒸煮、翠取工段；
蒸煮、萃取釜选择：选择一种上端为筒体部分，下端为锥体部分的蒸煮、萃取釜，所述蒸煮、萃取釜内部设置有搅拌体，所述搅拌体上均匀设置有用于搅拌甜菜干粕原料的大片搅拌桨和小片搅拌桨，顶端设置有甜菜干粕进口和压缩空气进口；
根据甜菜干粕特殊的吸水膨胀率，设计了专用甜菜干粕的蒸煮、萃取釜，两种设备的尺寸和内部结构，经过实际运用，证明与甜菜干粕的物料特性十分吻合，适合的专用设备提高了甜菜干粕的蒸煮、萃取效率。
甜菜干粕原料萃取：将质量比为1:20的甜菜干粕与烯酸萃取液放入蒸煮、萃取釜进行甜菜干粕原料萃取操作；
多效及括板式分步浓缩甜菜果胶萃取液：根据甜菜果胶萃取液的物料特性，先采用改进型多效真空浓缩装置，将甜菜果胶萃取液浓度从0.5％提升至3％，随着浓度的逐步提高，在果胶溶液的粘度增幅达到拐点3.2％-3.7％时改用括板式薄膜蒸发器，并通过括板式薄膜蒸发器将甜菜果胶脱色液进一步浓缩到果胶醇析最佳浓度13％，进行下一步工艺操作；
果胶酸性溶液的粘度在浓度逐渐增加的情况下，粘度增加幅度会出现拐点。本发明根据果胶浓度及粘度变化的关系，采用不同的浓度阶段不同的浓缩方式(专用改进设备)既保证了甜菜果胶的质量稳定，同时也大幅度减少了浓缩过程的能耗问题，极大地增加了甜菜果胶生产的盈利空间。
三位一体设备操作：针对果胶的物料特性，将醇析后的结晶分离、二次浸泡、二次洗涤工艺操作，分批次放入三位一体设备中密闭式操作；
真空干燥过程：将二次洗涤工艺压干后的果胶精品放入真空干燥设备，进行果胶精品真空干燥处理。
所述步骤(b)中所述搅拌体设置在所述蒸煮、萃取釜的中心位置，较所述蒸煮、萃取釜内部净深短20-300mm。
所述步骤(f)中所述真空干燥设备中还设置有乙醇气体水吸收装置，保证乙醇气体99％的吸收。
本发明具有以下的特点和有益效果：
本发明涉及的一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法通过设置蒸煮、萃取釜，多效及括板式分步浓缩设备和三位一体设备严格控制果胶的生产工艺，保证了甜菜果胶的质量稳定，同时也大幅度减少果胶浓缩过程的能耗问题，极大地增加了甜菜果胶生产的盈利空间节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法中蒸煮、萃取釜的结构示意图。
图中，1-甜菜干粕进口；2-压缩空气进口；3-搅拌体；4-大片搅拌桨；5-蒸煮、萃取釜；6-小片搅拌桨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1所示的一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法的结构示意图。一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法，包括以下步骤：
甜菜干粕原料破碎：甜菜干粕原料进一步破碎至60目～80目后再进入蒸煮、翠取工段；
蒸煮、萃取釜5选择：选择一种上端为筒体部分，下端为锥体部分的蒸煮、萃取釜5，所述蒸煮、萃取釜5内部设置有搅拌体3，所述搅拌体3上均匀设置有用于搅拌甜菜干粕原料的大片搅拌桨4和小片搅拌桨6，顶端设置有甜菜干粕进口1和压缩空气进口2；采用本发明所设计的蒸煮、萃取釜5后，甜菜果胶萃取液浓度从0.4％～0.5％提高1.5％左右，极大地减少了萃取液的浓缩蒸发量，工艺时间、同等规模的本工段设备投资。操作人员配备、能源消耗也会因为采用设备而降低到原工艺所需要量的2/3左右。
甜菜干粕原料萃取：将质量比为1:20的甜菜干粕与烯酸萃取液放入蒸煮、萃取釜进行甜菜干粕原料萃取操作；所述甜菜干粕与烯酸的比例为1:20。甜菜干粕与烯酸的投料比例下将，物料流动性有所下降，但还能保持相对快速的传质传热状况，标准了蒸煮工段和萃取工段的工艺流程性，热敏性较强的甜菜果胶产品不受长时间高温影响，从而使产品质量得到了根本性的保障。
甜菜干渣料与烯酸配料比合理，既能保证浓缩工段较少的水份蒸发量，合理的生产成本又能保证蒸煮及萃取工段工艺操作的流畅性因此可较大批量的投放甜菜干渣量(500kg～1000kg/批)，每批次可产100kg～150kg果胶产品，又能确保甜菜果胶的产品质量和较高的产品收率，较大数量物料的单元操作成功，为甜菜果胶规模化生产打下最坚实的基础。
多效及括板式分步浓缩甜菜果胶萃取液：根据甜菜果胶萃取液的物料特性，先采用改进型多效真空浓缩装置，将甜菜果胶萃取液浓度从0.5％提升至3％，随着浓度的逐步提高，在果胶溶液的粘度增幅达到拐点3.2％-3.7％时改用括板式薄膜蒸发器，并通过括板式薄膜蒸发器将甜菜果胶脱色液进一步浓缩到果胶醇析最佳浓度13％，进行下一步工艺操作；
多效和括板的联合使用，使得果胶脱色液浓缩时，既能最大限度地节省能耗保持较低的生产成本，又能达到甜菜果胶最佳的醇析浓度，保证甜菜产品最高收率到13％～15％。单釜单批次操作可生产果胶100kg～150kg,从而克服了果胶生产中最大难点—低浓度果胶萃取液的成本浓缩问题，为甜菜果胶的规模化大生产提供了最好的工程技术保证。
三位一体设备操作：针对果胶的物料特性，将醇析后的结晶分离、二次浸泡、二次洗涤工艺操作，分批次放入三位一体设备中密闭式操作；
三位一体设备的使用使得果胶生产的人工操作部分大幅度减少、产品的损耗浪费少、有机溶剂的损耗也大幅度降低，不仅劳动环境得到了改善同时安全生产系数也得到了极大的提高。
真空干燥过程：将二次洗涤工艺压干后的果胶精品放入真空干燥设备，进行果胶精品真空干燥处理。二次洗涤工艺压干后的果胶精品固体含量仅为20％～25％，其余大部分为乙醇及少量的水分，在产品真空干燥过程中，会有相当一部分乙醇气体不能完全回收。
产品真空干燥时，有机溶剂回收装置的改进和创新，使得有机溶剂损耗进一步大幅度减少，与上一步操作一起，使得果胶生产一吨产品需消耗有机溶剂从10吨左右，直接降低到2吨～3吨。安全性能提高、生产成本降低、项目盈利空间加大
步骤(b)中所述搅拌体3设置在所述蒸煮、萃取釜5的中心位置，较所述蒸煮、萃取釜5内净深短20-300mm。
步骤(f)中所述真空干燥设备中还设置有乙醇气体水吸收装置，保证乙醇气体99％的吸收。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种甜菜干粕规模化生产果胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)甜菜干粕原料破碎：将甜菜干粕原料破碎至60目～80目后进入蒸煮、翠取工段；
(b)蒸煮、萃取釜选择：选择一种上端为筒体部分，下端为锥体部分的蒸煮、萃取釜，所述蒸煮、萃取釜内部设置有搅拌体，所述搅拌体上均匀设置有用于搅拌甜菜干粕原料的大片搅拌桨和小片搅拌桨，顶端设置有甜菜干粕进口和压缩空气进口；
(c)甜菜干粕原料萃取：将质量比为1:20的甜菜干粕与烯酸萃取液放入所述蒸煮、萃取釜进行甜菜干粕原料萃取操作；
(d)多效及括板式分步浓缩甜菜果胶萃取液：根据甜菜果胶萃取液的物料特性，采用改进型多效真空浓缩装置，将甜菜果胶萃取液浓度从0.5％提升至3％，随着浓度的逐步提高，在果胶溶液的粘度增幅达到拐点3.2％-3.7％时改用括板式薄膜蒸发器，并通过括板式薄膜蒸发器将甜菜果胶脱色液进一步浓缩到果胶醇析最佳浓度13％，进行下一步工艺操作；
(e)三位一体设备操作：针对果胶的物料特性，将醇析后的结晶分离、二次浸泡、二次洗涤工艺操作，分批次放入三位一体设备中密闭式操作；
(f)真空干燥过程：将二次洗涤工艺压干后的果胶精品放入真空干燥设备，进行果胶精品真空干燥处理。
2.根据权利要求1所述的甜菜干粕规模化生产果胶的方法，其特征在于：所述步骤(b)中所述搅拌体设置在所述蒸煮、萃取釜的中心位置，较所述蒸煮、萃取釜内部净深短20-300mm。
3.根据权利要求1或2所述的甜菜干粕规模化生产果胶的方法，其特征在于：所述步骤(f)中所述真空干燥设备中还设置有乙醇气体水吸收装置，用于乙醇气体99％的吸收。
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