CN108147600A - 一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，先利用不同孔径的滤袋、陶瓷膜组件将蒜片加工废水进行分级分离，再利用纳滤膜浓缩后再将获取的浓缩液经过蒸汽负压二次浓缩，然后进行真空干燥之后粉碎得到大蒜废水有效成分提取物粉末。本发明采用膜法分离与蒸汽负压二次浓缩和真空干燥相结合的方式，不仅能够有效地提高提取率，可达99%以上，而且提取条件温和，避免对大蒜有效成分活性的破坏，产品品质好；运行成本低，环保节能，工艺简单，最大的特点是采用纯物理法，整个过程没有化学反应，不会造成二次污染，工艺本身既环保绿色又为产物用作保健品和药品原料提供了保障，为蒜片加工废水的综合利用提供了一条有效的途径。
Description
技术领域
本发明涉及多级物理法提取技术领域，尤其涉及一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的纯物理方法。
背景技术
蒜片加工废水是含大蒜素的高有机质废水，其大蒜素含量约为0.06mg/mL，总糖含量约为6.0mg/mL，蛋白质含量约为0.2mg/mL，且有强烈的刺激性蒜臭味，pH值通常介于5.5-6.5之间，COD含量可达到2万个单位以上。
大蒜中的多糖类物质是蒜片废水中含量最高的有机污染物，该糖类物质主要为大蒜多糖和大蒜低聚糖。多糖类物质含量可达到鲜蒜总重的26.5%，少部分的碳水化合物在蒜片生产废水中的存在形式为糖蛋白。大蒜中的低聚果糖（FOS），是由1-3个果糖和蔗糖通过β-1,2键与蔗糖中果糖基结合而成的蔗果五糖、蔗果四糖和蔗果三糖及其混合物。低聚果糖为双歧杆菌增殖因子，其热量值低，不被人体肠道消化吸收，而到达大肠后会被双歧杆菌利用，从而可以显著抑制有害菌。从废水中充分回收利用大蒜多糖等有效成分，既能更好的降低蒜片加工废水对整体水资源的污染，同时又能减少资源浪费，创造出可观的社会效益，促进大蒜产业持续、健康发展。专利200710017132.5公开了一种从大蒜深加工废水中提取大蒜多糖的方法，采用超滤技术及喷雾干燥技术回收提取大蒜深加工废水中的大蒜多糖，该方法虽然流程简单，但实际使用中存在重大缺陷，至今未见生产厂家实际应用。
发明内容
本发明目的就是为了克服现有技术的缺陷，提供一种高纯度、高提取率、环保节能，工艺简单的从脱水蒜片加工废水提取有效成分的纯物理方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，包括以下步骤：
（1）将脱水蒜片加工废水经过0.5-1μm的滤袋过滤，滤出废水中的可见固体颗粒，收集滤液；所述的可见固体颗粒可以加工成蒜粉；
（2）将步骤（1）收集的滤液经过50-100nm的陶瓷膜过滤除去全部微小固体颗粒和部分大分子大蒜蛋白，收集滤液；所述的微小固体颗粒和部分大分子大蒜蛋白可以加工成蒜粉；
（3）将步骤（2）收集的滤液用100-150道尔顿的纳滤膜浓缩至浓度10-15%，得到浓缩液；
（4）将浓度10-15的浓缩液放进蒸汽负压浓缩器在90℃以下进行二次浓缩得到浓度60-75%的膏状物；
（5）将60-75%的膏状物放进32盘的真空快速干燥器内干燥，将块状干燥物粉碎得到粉状大蒜加工废水有效成分提取物粉末。
优选地，所述步骤（1）中的滤袋为0.5μm。
优选地，所述步骤（2）中的陶瓷膜为50nm。
优选地，所述步骤（3）中的纳滤膜为100道尔顿。
优选地，所述步骤（4）中二次浓缩使用的蒸汽负压浓缩器为500L-h单效浓缩器，型号可根据处理量大小变动。
优选地，所述步骤（5）中真空干燥器为32盘全接触式高效干燥器，型号可根据处理量大小变动。
工艺路线：本发明先利用不同孔径的滤袋、陶瓷膜组件将蒜片加工废水进行分级分离，利用纳滤膜浓缩后再将获取的浓缩液经蒸汽负压浓缩器进行二次浓缩成膏状物，然后将膏状物在真空干燥器中干燥，之后粉碎得到有效成分提取物粉末。
本发明的有益效果：
1、采用了滤袋过滤和陶瓷膜超滤结合作为纳滤浓缩的前处理工序，工艺特点：一是对废水中的固体颗粒和大分子物质进行充分的分离和回收，回收产物经烘干后可以加工成蒜粉，具有良好的经济效益；二是对固体颗粒和大分子溶解物的过滤分离，为下一道纳滤膜分离浓缩工序提供了优质原液，大大减轻了纳滤膜的负担和堵膜风险，既提高了纳滤膜的工作效率，又延长了纳滤膜的使用寿命。
2、本发明采用膜法分离与蒸汽负压二次浓缩和真空干燥相结合的方式，不仅能够有效地提高提取率，可达99%以上，而且提取条件温和，避免对大蒜有效成分活性的破坏，产品品质好，可用作保健品和药品原料；运行成本低，环保节能，工艺简单，容易为生产厂家接受。
3、在提取过程中，分离出去的固体颗粒和大分子大蒜蛋白可以加工成蒜粉，直接出售，具有较好的经济价值；纳滤膜出来的滤液（纯水）可以回用，为蒜片加工废水的综合利用提供了一条有效的途径。
4、本发明的最大优点是采用纯物理法，整个过程没有化学反应，不会造成二次污染，工艺本身既环保绿色又为产物用作保健品和药品原料提供了保障。
具体实施方式
一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，包括以下步骤：
（1）将脱水蒜片加工废水2500kg经过0.5μm的滤袋过滤，滤出废水中的可见固体颗粒，收集滤液约2440 kg；所述的可见固体颗粒约50 Kg，可以加工成蒜粉；
（2）将步骤（1）收集的滤液经过50nm的陶瓷膜过滤除去全部残留微小的固体颗粒和部分大分子大蒜蛋白，收集滤液约2420 kg；所述的微小固体颗粒和部分大分子大蒜蛋白约15Kg，可以加工成蒜粉；
（3）将步骤（2）收集的滤液用100道尔顿的纳滤膜浓缩至浓度10-15%，得到浓缩液约100kg；
（4）将浓度10-15%的浓缩液放进单效蒸汽负压浓缩器二次浓缩，得到浓度60-75%的膏状物约18kg；所述的蒸汽负压浓缩器负压为0.1Pa。
（5）将60-75%的膏状物用32盘全接触式高效干燥器进行真空干燥之后粉碎得到的有效成分提取物粉末约12.6 kg。
所述的有效成分提取物粉末以大蒜多糖为主，其中，大蒜多糖约占96%，蛋白占3.2%，其它占0.8%。
所述的陶瓷复合超滤膜的有效过滤面积33m2，设备处理能力约：2.5m3/hr以上，PH范围：0-14，允许温度范围：常温-90℃。
所述的纳滤膜有效过滤面积：280m2，设备处理能力约：2.5m3/hr ，PH范围：2-12，允许温度范围：常温-45℃。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将脱水蒜片加工废水经过0.5-1μm的滤袋过滤，滤出废水中的可见固体颗粒，收集滤液；
（2）将步骤（1）收集的滤液经过50-100nm的陶瓷膜过滤除去残留的微小固体颗粒和部分大分子大蒜蛋白，收集滤液；
（3）将步骤（2）收集的滤液用100-150道尔顿的纳滤膜浓缩至浓度10-15%，得到浓缩液；
（4）将浓度10-15%的浓缩液放进蒸汽负压浓缩器二次浓缩，得到浓度60-75%的膏状物；
（5）将60-75%的膏状物进行真空干燥之后粉碎得到以大蒜多糖为主的有效成分提取物粉末。
2.根据权利要求1所述的一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的滤袋为0.5μm。
3.根据权利要求1所述的一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的陶瓷膜为50nm。
4.根据权利要求1所述的一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的纳滤膜为100道尔顿。
5.根据权利要求1所述的一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，其特征在于，所述步骤（4）中二次浓缩使用的蒸汽负压浓缩器为500L-h单效浓缩器。
6.根据权利要求1所述的一种从脱水蒜片加工废水提取有效成分的方法，其特征在于，所述步骤（5）中真空干燥器为32盘全接触式高效干燥器。
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