CN110357799A - 一种虾青素的提取装置及提取工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种虾青素的提取装置及提取工艺，涉及虾青素提取技术领域。该虾青素的提取装置及提取工艺，包括萃取釜、二氧化碳储存罐、预热装置、分离装置与冷凝装置，所述萃取釜通过第二管道和第三管道分别与预热装置和分离装置相接通，所述预热装置通过第一管道与二氧化碳储存罐相接通，且第一管道接通有增压泵，所述分离装置通过第四管道与冷凝装置相接通，所述冷凝装置通过第五管道与二氧化碳储存罐相接通。通过合理的制料、预处理、萃取、分离与皂化处理，大大缩短了虾青素的提取试剂，且使得虾青素的提取率明显提高，得到的虾青素中副产物明显减少，减少了虾青素提取的成本。

Description

一种虾青素的提取装置及提取工艺
技术领域
本发明涉及虾青素提取技术领域，具体为一种虾青素的提取装置及提取工艺。
背景技术
虾青素是类胡萝卜素的一种，为一种较强的天然抗氧化剂，与其他类胡萝卜素一样，虾青素属于一种脂溶性及水溶性的色素，在虾、蟹、鲑鱼、藻类等海洋生物中均可找到，虾青素具有保护皮肤和眼睛，抵抗辐射、心血管老化、老年痴呆和癌症等功能。
目前用于提取虾青素的传统工艺主要有：有机溶剂提取法、微波提取法以及酶提取法等，但这些技术中普遍存在的工艺复杂、有机溶剂污染大，同时不利于放大生产及成本的控制，虽然近年来超临界萃取技术得到了发展，但是在萃取虾青素所需萃取时间较长且虾青素提取率相对较低，不能快速得到高提取率的虾青素，加大了提取成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种虾青素的提取装置及提取工艺，解决了虽然近年来超临界萃取技术得到了发展，但是在萃取虾青素所需萃取时间较长且虾青素提取率相对较低，不能快速得到高提取率的虾青素，加大了提取成本的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种虾青素的提取装置，包括萃取釜、二氧化碳储存罐、预热装置、分离装置与冷凝装置，所述萃取釜通过第二管道和第三管道分别与预热装置和分离装置相接通，所述预热装置通过第一管道与二氧化碳储存罐相接通，且第一管道接通有增压泵，所述分离装置通过第四管道与冷凝装置相接通，所述冷凝装置通过第五管道与二氧化碳储存罐相接通。
一种虾青素的提取工艺，包括以下步骤：
S1:制料：选取若干虾壳，将虾壳清洗干净，除去虾壳中掺杂的杂质，然后将洗净的虾壳放置到脱水装置中脱水，控制脱水率在98％以上，再取出虾壳放置到烘干装置中干燥15min，干燥温度为35-38℃，然后再用粉碎机将脱水之后的虾壳进行粉碎，反复粉碎4-6次，最后将粉碎的虾壳放置到紫外线杀菌装置中，利用紫外线照射5-10min；
S2:预处理：将制得的粉碎虾壳放入到稀盐酸溶液中浸泡2-3h，盐酸的浓度为3-5％之间，浸泡的温度在40-80℃之间，浸泡时间到了之后取出虾壳用清水反复冲洗，使得虾壳清洗之后的PH接近于7，然后再送入到脱水装置中脱水，最后送入到干燥装置中，烘干20min，烘干温度为40-45℃；
S3:萃取：将预处理后的虾壳放入到萃取釜中，再通过增压泵与预热装置使得二氧化碳储存罐中的二氧化碳达到临界状态并将其送入到萃取釜中，控制超临界二氧化碳的流量为15-25L/h，并控制萃取釜中的温度为55-65℃，萃取釜中的压力为38-42MPa,萃取时间为1-2小时，并且在萃取的同时往萃取釜中通入适量的夹带剂；
S4:分离：缓慢地释放出萃取釜中的二氧化碳流体，二氧化碳流体经过分离装置进行解析分离，二氧化碳分离之后经过冷凝装置的冷凝再回到二氧化碳储存罐中循环使用,直到萃取釜达到常压为止；
S5:皂化处理：将分离出的虾青素中加入KOH溶液，控制温度在4-6℃，加入少量的抗氧化剂，并对溶液缓慢搅拌3h，最后用液相色谱分离纯化。
优选的，所述夹带剂为乙醇与植物油中的一种，所述夹带剂的质量为虾壳质量的3％-5％，且夹带剂的纯度为96％以上。
优选的，所述植物油为花生油、大豆油、葵花籽油与菜籽油中的一种或者多种。
优选的，所述KOH溶液的浓度为10mg/ml。
工作原理：使用时，选取若干虾壳，将虾壳清洗干净，除去虾壳中掺杂的杂质，然后将洗净的虾壳放置到脱水装置中脱水，再取出虾壳放置到烘干装置中干燥15min，然后再用粉碎机将脱水之后的虾壳进行粉碎，最后将粉碎的虾壳放置到紫外线杀菌装置中；将制得的粉碎虾壳放入到稀盐酸溶液中浸泡2-3h，浸泡时间到了之后取出虾壳用清水反复冲洗，然后再送入到脱水装置中脱水，最后送入到干燥装置中；将预处理后的虾壳放入到萃取釜中，再通过增压泵与预热装置使得二氧化碳储存罐中的二氧化碳达到临界状态并将其送入到萃取釜中，控制超临界二氧化碳的流量为15-25L/h，并控制萃取釜中的温度为55-65℃，萃取釜中的压力为38-42MPa,萃取时间为1-2小时，并且在萃取的同时往萃取釜中通入适量的夹带剂；缓慢地释放出萃取釜中的二氧化碳流体，二氧化碳流体经过分离装置进行解析分离，二氧化碳分离之后经过冷凝装置的冷凝再回到二氧化碳储存罐中循环使用,直到萃取釜达到常压为止；将分离出的虾青素中加入KOH溶液，控制温度在4-6℃，加入少量的抗氧化剂，并对溶液缓慢搅拌3h，最后用液相色谱分离纯化。
(三)有益效果
本发明提供了一种虾青素的提取装置及提取工艺。具备以下有益效果：
1、该虾青素的提取装置及提取工艺，通过合理的制料、预处理、萃取、分离与皂化处理，大大缩短了虾青素的提取试剂，且使得虾青素的提取率明显提高，得到的虾青素中副产物明显减少，减少了虾青素提取的成本。
2、该虾青素的提取装置及提取工艺，通过超临界二氧化碳萃取技术，使得虾青素的提取工艺简单化、有机溶剂大大减少，同时利于放大生产及成本的控制。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，1、萃取釜；2、二氧化碳储存罐；3、预热装置；4、分离装置；5、冷凝装置；6、第一管道；7、增压泵；8、第二管道；9、第三管道；10、第四管道；11、第五管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供一种虾青素的提取装置，包括萃取釜1、二氧化碳储存罐2、预热装置3、分离装置4与冷凝装置5，萃取釜1通过第二管道8和第三管道9分别与预热装置3和分离装置4相接通，预热装置3通过第一管道6与二氧化碳储存罐2相接通，且第一管道6接通有增压泵7，分离装置4通过第四管道10与冷凝装置5相接通，冷凝装置5通过第五管道11与二氧化碳储存罐2相接通。
一种虾青素的提取工艺，包括以下步骤：
S1:制料：选取若干虾壳，将虾壳清洗干净，除去虾壳中掺杂的杂质，然后将洗净的虾壳放置到脱水装置中脱水，控制脱水率在98％以上，再取出虾壳放置到烘干装置中干燥15min，干燥温度为38℃，然后再用粉碎机将脱水之后的虾壳进行粉碎，反复粉碎4次，最后将粉碎的虾壳放置到紫外线杀菌装置中，利用紫外线照射10min；
S2:预处理：将制得的粉碎虾壳放入到稀盐酸溶液中浸泡2h，盐酸的浓度为3-5％之间，浸泡的温度在80℃之间，浸泡时间到了之后取出虾壳用清水反复冲洗，使得虾壳清洗之后的PH接近于7，然后再送入到脱水装置中脱水，最后送入到干燥装置中，烘干20min，烘干温度为45℃；
S3:萃取：将预处理后的虾壳放入到萃取釜1中，再通过增压泵7与预热装置3使得二氧化碳储存罐2中的二氧化碳达到临界状态并将其送入到萃取釜1中，控制超临界二氧化碳的流量为15L/h，并控制萃取釜1中的温度为55℃，萃取釜1中的压力为42MPa,萃取时间为2小时，并且在萃取的同时往萃取釜1中通入适量的夹带剂，夹带剂为乙醇与植物油中的一种，夹带剂的质量为虾壳质量的3％-5％，且夹带剂的纯度为96％以上，植物油为花生油、大豆油、葵花籽油与菜籽油中的一种或者多种；
S4:分离：缓慢地释放出萃取釜1中的二氧化碳流体，二氧化碳流体经过分离装置4进行解析分离，二氧化碳分离之后经过冷凝装置5的冷凝再回到二氧化碳储存罐2中循环使用,直到萃取釜1达到常压为止；
S5:皂化处理：将分离出的虾青素中加入KOH溶液，KOH溶液的浓度为10mg/ml，控制温度在6℃，加入少量的抗氧化剂，并对溶液缓慢搅拌3h，最后用液相色谱分离纯化。
实施例二：
一种虾青素的提取工艺，包括以下步骤：
S1:制料：选取若干虾壳，将虾壳清洗干净，除去虾壳中掺杂的杂质，然后将洗净的虾壳放置到脱水装置中脱水，控制脱水率在98％以上，再取出虾壳放置到烘干装置中干燥15min，干燥温度为36℃，然后再用粉碎机将脱水之后的虾壳进行粉碎，反复粉碎5次，最后将粉碎的虾壳放置到紫外线杀菌装置中，利用紫外线照射8min；
S2:预处理：将制得的粉碎虾壳放入到稀盐酸溶液中浸泡2.5h，盐酸的浓度为3-5％之间，浸泡的温度在60℃之间，浸泡时间到了之后取出虾壳用清水反复冲洗，使得虾壳清洗之后的PH接近于7，然后再送入到脱水装置中脱水，最后送入到干燥装置中，烘干20min，烘干温度为42℃；
S3:萃取：将预处理后的虾壳放入到萃取釜1中，再通过增压泵7与预热装置3使得二氧化碳储存罐2中的二氧化碳达到临界状态并将其送入到萃取釜1中，控制超临界二氧化碳的流量为20L/h，并控制萃取釜1中的温度为60℃，萃取釜1中的压力为40MPa,萃取时间为1.5小时，并且在萃取的同时往萃取釜1中通入适量的夹带剂，夹带剂为乙醇与植物油中的一种，夹带剂的质量为虾壳质量的3％-5％，且夹带剂的纯度为96％以上，植物油为花生油、大豆油、葵花籽油与菜籽油中的一种或者多种；
S4:分离：缓慢地释放出萃取釜1中的二氧化碳流体，二氧化碳流体经过分离装置4进行解析分离，二氧化碳分离之后经过冷凝装置5的冷凝再回到二氧化碳储存罐2中循环使用,直到萃取釜1达到常压为止；
S5:皂化处理：将分离出的虾青素中加入KOH溶液，KOH溶液的浓度为10mg/ml，控制温度在5℃，加入少量的抗氧化剂，并对溶液缓慢搅拌3h，最后用液相色谱分离纯化。
实施例三：
一种虾青素的提取工艺，包括以下步骤：
S1:制料：选取若干虾壳，将虾壳清洗干净，除去虾壳中掺杂的杂质，然后将洗净的虾壳放置到脱水装置中脱水，控制脱水率在98％以上，再取出虾壳放置到烘干装置中干燥15min，干燥温度为35℃，然后再用粉碎机将脱水之后的虾壳进行粉碎，反复粉碎6次，最后将粉碎的虾壳放置到紫外线杀菌装置中，利用紫外线照射5min；
S2:预处理：将制得的粉碎虾壳放入到稀盐酸溶液中浸泡3h，盐酸的浓度为3-5％之间，浸泡的温度在40℃之间，浸泡时间到了之后取出虾壳用清水反复冲洗，使得虾壳清洗之后的PH接近于7，然后再送入到脱水装置中脱水，最后送入到干燥装置中，烘干20min，烘干温度为40℃；
S3:萃取：将预处理后的虾壳放入到萃取釜1中，再通过增压泵7与预热装置3使得二氧化碳储存罐2中的二氧化碳达到临界状态并将其送入到萃取釜1中，控制超临界二氧化碳的流量为25L/h，并控制萃取釜1中的温度为65℃，萃取釜1中的压力为38MPa,萃取时间为1小时，并且在萃取的同时往萃取釜1中通入适量的夹带剂，夹带剂为乙醇与植物油中的一种，夹带剂的质量为虾壳质量的3％-5％，且夹带剂的纯度为96％以上，植物油为花生油、大豆油、葵花籽油与菜籽油中的一种或者多种；
S4:分离：缓慢地释放出萃取釜1中的二氧化碳流体，二氧化碳流体经过分离装置4进行解析分离，二氧化碳分离之后经过冷凝装置5的冷凝再回到二氧化碳储存罐2中循环使用,直到萃取釜1达到常压为止；
S5:皂化处理：将分离出的虾青素中加入KOH溶液，KOH溶液的浓度为10mg/ml，控制温度在4℃，加入少量的抗氧化剂，并对溶液缓慢搅拌3h，最后用液相色谱分离纯化。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种虾青素的提取装置，包括萃取釜(1)、二氧化碳储存罐(2)、预热装置(3)、分离装置(4)与冷凝装置(5)，其特征在于：所述萃取釜(1)通过第二管道(8)和第三管道(9)分别与预热装置(3)和分离装置(4)相接通，所述预热装置(3)通过第一管道(6)与二氧化碳储存罐(2)相接通，且第一管道(6)接通有增压泵(7)，所述分离装置(4)通过第四管道(10)与冷凝装置(5)相接通，所述冷凝装置(5)通过第五管道(11)与二氧化碳储存罐(2)相接通。
2.一种虾青素的提取工艺，根据权利要求1所述的一种虾青素的提取装置，其特征在于：包括以下步骤：
S1:制料：选取若干虾壳，将虾壳清洗干净，除去虾壳中掺杂的杂质，然后将洗净的虾壳放置到脱水装置中脱水，控制脱水率在98％以上，再取出虾壳放置到烘干装置中干燥15min，干燥温度为35-38℃，然后再用粉碎机将脱水之后的虾壳进行粉碎，反复粉碎4-6次，最后将粉碎的虾壳放置到紫外线杀菌装置中，利用紫外线照射5-10min；
S2:预处理：将制得的粉碎虾壳放入到稀盐酸溶液中浸泡2-3h，盐酸的浓度为3-5％之间，浸泡的温度在40-80℃之间，浸泡时间到了之后取出虾壳用清水反复冲洗，使得虾壳清洗之后的PH接近于7，然后再送入到脱水装置中脱水，最后送入到干燥装置中，烘干20min，烘干温度为40-45℃；
S3:萃取：将预处理后的虾壳放入到萃取釜(1)中，再通过增压泵(7)与预热装置(3)使得二氧化碳储存罐(2)中的二氧化碳达到临界状态并将其送入到萃取釜(1)中，控制超临界二氧化碳的流量为15-25L/h，并控制萃取釜(1)中的温度为55-65℃，萃取釜(1)中的压力为38-42MPa,萃取时间为1-2小时，并且在萃取的同时往萃取釜(1)中通入适量的夹带剂；
S4:分离：缓慢地释放出萃取釜(1)中的二氧化碳流体，二氧化碳流体经过分离装置(4)进行解析分离，二氧化碳分离之后经过冷凝装置(5)的冷凝再回到二氧化碳储存罐(2)中循环使用,直到萃取釜(1)达到常压为止；
S5:皂化处理：将分离出的虾青素中加入KOH溶液，控制温度在4-6℃，加入少量的抗氧化剂，并对溶液缓慢搅拌3h，最后用液相色谱分离纯化。
3.根据权利要求2所述的一种虾青素的提取工艺，其特征在于：所述夹带剂为乙醇与植物油中的一种，所述夹带剂的质量为虾壳质量的3％-5％，且夹带剂的纯度为96％以上。
4.根据权利要求3所述的一种虾青素的提取工艺，其特征在于：所述植物油为花生油、大豆油、葵花籽油与菜籽油中的一种或者多种。
5.根据权利要求2所述的一种虾青素的提取工艺，其特征在于：所述KOH溶液的浓度为10mg/ml。
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