RU2160281C1

RU2160281C1 - Pectin production process

Info

Publication number: RU2160281C1
Application number: RU99106884/04A
Authority: RU
Inventors: О.И. Квасенков; И.А. Ильина
Original assignee: Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: wood-chemical industry. SUBSTANCE: productivity of pectin production process is increased by carrying out hydrolysis and extraction of pectin-containing raw material in the field of ultrasonic vibrations created when gaseous hydrochloric acid is dispersed in reaction mixture, after which extract is separated, pectin precipitated and dried. EFFECT: increased productivity of process.

Description

Изобретение относится к технологии получения пектина из растительного сырья. The invention relates to a technology for the production of pectin from plant materials.

Известен способ производства пектина, включающий гидролиз-экстрагирование пектинсодержащего сырья соляной кислотой, отделение экстракта, осаждение пектиновых веществ и их сушку (UA, 10267, A, 25.12.96). A known method for the production of pectin, including hydrolysis-extraction of pectin-containing raw materials with hydrochloric acid, separation of the extract, precipitation of pectin substances and their drying (UA, 10267, A, 12.25.96).

Недостатком этого способа является низкая производительность. The disadvantage of this method is the low productivity.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности за счет интенсификации процесса гидролиза-экстрагирования. The technical result of the invention is to increase productivity due to the intensification of the hydrolysis-extraction process.

Этот результат достигается тем, что в способе производства пектина, включающем гидролиз экстрагирование пектинсодержащего сырья соляной кислотой, отделение экстракта, осаждение пектиновых веществ и их сушку, согласно изобретению гидролиз-экстрагирование осуществляют при диспергировании в реакционной смеси газообразного хлороводорода. This result is achieved in that in a method for the production of pectin, including hydrolysis, extraction of pectin-containing raw materials with hydrochloric acid, separation of the extract, precipitation of pectin substances and their drying, according to the invention, hydrolysis-extraction is carried out by dispersing gaseous hydrogen chloride in the reaction mixture.

Это позволяет интенсифицировать процесс гидролиза-экстрагирования за счет генерирования в экстракционной смеси поля ультразвуковых колебаний. This allows you to intensify the process of hydrolysis-extraction due to the generation of the field of ultrasonic vibrations in the extraction mixture.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Пектинсодержащее растительное сырье заливают водой до заданного гидромодуля и диспергируют в полученной реакционной смеси газообразный хлороводород. Последний легко растворяется в воде, образуя соляную кислоту, а в зоне полного растворения каждого газового пузырька возникает ударная волна. В итоге в реакционной смеси происходит генерирование ультразвуковых колебаний и постепенное нарастание концентрации соляной кислоты. Под действием ультразвуковых колебаний происходит разрушение клеточных оболочек растительного сырья, приводящее к падению его диффузионного сопротивления и развитию поверхности контакта фаз, и интенсифицируется процесс гидролиза. Одновременно гидролиз протопектиновых веществ клеточных оболочек растительного сырья приводит к падению их прочности и, соответственно, к ускорению их разрушения под действием ультразвуковых колебаний. В итоге синергетического взаимодействия этих процессов экстрагирование пектиновых веществ происходит практически на порядок быстрее, чем в наиболее близком аналоге. После завершения гидролиза-экстрагирования пектинсодержащий экстракт отделяют, осаждают из него пектин и сушат его известными методами. Pectin-containing plant materials are poured with water to a predetermined hydromodule and gaseous hydrogen chloride is dispersed in the resulting reaction mixture. The latter easily dissolves in water, forming hydrochloric acid, and a shock wave arises in the zone of complete dissolution of each gas bubble. As a result, the reaction mixture generates ultrasonic vibrations and a gradual increase in the concentration of hydrochloric acid. Under the influence of ultrasonic vibrations, the cell walls of plant materials are destroyed, leading to a drop in its diffusion resistance and the development of a phase contact surface, and the hydrolysis process is intensified. At the same time, hydrolysis of protopectin substances in the cell walls of plant materials leads to a decrease in their strength and, accordingly, to an acceleration of their destruction under the influence of ultrasonic vibrations. As a result of the synergistic interaction of these processes, the extraction of pectin substances occurs almost an order of magnitude faster than in the closest analogue. After hydrolysis-extraction is completed, the pectin-containing extract is separated, pectin is precipitated from it and dried by known methods.

Таким образом, предлагаемый способ обладает более высокой производительностью за счет интенсификации процесса гидролиза-экстрагирования. Thus, the proposed method has a higher productivity due to the intensification of the hydrolysis-extraction process.

Пример. Example.

Пектинсодержащее растительное сырье в виде яблочных выжимок разбавляют водой в соотношении по массе 1:2 и направляют на внутреннюю поверхность ротора, вращаемого с частотой, обеспечивающей создание центростремительного ускорения, в 72 раза превосходящего ускорение свободного падения. Через отверстия перфорации ротора, выполненные в виде сопел Лаваля с установленными на входах завихрителями подают газообразный хлороводород, который при сверхзвуковой скорости истечения создает турбулентный срыв на выходе из сопел, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей, имеет бочкообразную форму потока на определенном участке траектории от выхода из сопел, создавая регулярные скачки уплотнений в узлах бочек, а затем дробится на отдельные пузырьки, схлопывающиеся при полном растворении хлороводорода в воде с образованием соляной кислоты и созданием в реакционной смеси поля ультразвуковых колебаний с индексом кавитации 1, 4. В таких условиях интенсивность массообмена характеризуется числами Шервуда около 100, а по способу-прототипу не более 8. После завершения гидролиза-экстрагирования осуществляют разделение фаз, выделение пектина из жидкой фазы и его сушку известными методами. Полученный по данному примеру и по способу-прототипу пектин имел технологические свойства, различие которых укладывалось в пределы погрешности их определения. Pectin-containing vegetable raw materials in the form of apple pomace are diluted with water in a ratio by weight of 1: 2 and sent to the inner surface of the rotor, rotated with a frequency that ensures the creation of a centripetal acceleration, 72 times the acceleration of gravity. Through rotor perforation holes made in the form of Laval nozzles with swirling devices installed at the inlets, gaseous hydrogen chloride is supplied, which creates a turbulent stall at the outlet of the nozzles at the supersonic velocity of discharge, accompanied by the formation and collapse of cavitation cavities, has a barrel-shaped flow shape at a certain section of the path from the exit of nozzles, creating regular shock waves in the nodes of the barrels, and then crushed into individual bubbles, collapsing with the complete dissolution of hydrogen chloride in water with the formation of hydrochloric acid and the creation of a field of ultrasonic vibrations in the reaction mixture with a cavitation index of 1, 4. Under such conditions, the mass transfer rate is characterized by Sherwood numbers of about 100, and by the prototype method no more than 8. After the hydrolysis-extraction is completed, the phases are separated, pectin from the liquid phase and its drying by known methods. Obtained by this example and by the prototype method, pectin had technological properties, the difference of which fit within the error of their determination.

Claims

A method for the production of pectin, including hydrolysis-extraction of pectin-containing raw materials with hydrochloric acid, separation of the extract, precipitation of pectin substances and their drying, characterized in that the hydrolysis-extraction is carried out by dispersing gaseous hydrogen chloride in the reaction mixture in the field of ultrasonic vibrations.