RU2201938C2

RU2201938C2 - Method of pectin preparing

Info

Publication number: RU2201938C2
Application number: RU2000125635/04A
Authority: RU
Inventors: С.Ф. Яцун; М.Б. Коновалов; В.Я. Мищенко; И.И. Селютина
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2003-04-10

Abstract

FIELD: technology for vegetable raw. SUBSTANCE: invention describes method of preparing pectin involving hydrolysis of vegetable raw with hydrochloric acid and extraction of pectin substances from vegetable raw. Processes of hydrolysis and extraction are carried out using polyharmonic vibration effect in the frequency range 15-50 Hz. Method provides the improved separation of pectin and reduction of extraction period to 25 min. EFFECT: improved method of preparing, simplified process. 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, может быть использовано для получения пектина из свекловичного жома (отхода сахарного производства). The invention relates to the food industry, in particular, can be used to obtain pectin from beet pulp (waste sugar production).

Известен способ получения пектина, включающий в себя процессы гидролиза и экстракции растительного сырья водой, осаждение и сушку пектина, отличающийся тем, что процессы гидролиза и экстракции проводят в электрическом поле (авт.свид. СССР N1666458, МКИ С 08 В 37/06, 1991). A known method of producing pectin, including the hydrolysis and extraction of plant materials with water, precipitation and drying of pectin, characterized in that the hydrolysis and extraction processes are carried out in an electric field (ed. Certificate of the USSR N1666458, MKI C 08 V 37/06, 1991 )

Недостатком этого способа является низкая скорость процессов гидролиза-экстракции и недостаточная степень извлечения целевого продукта из сырья. The disadvantage of this method is the low rate of hydrolysis-extraction processes and the insufficient degree of extraction of the target product from raw materials.

Известен способ получения пектина, включающий процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ из растительного сырья, в котором процессы гидролиза и экстракции сырья проводят с использованием кавитационного поля, получаемого с помощью роторного дезинтеграторного аппарата (В.Н.Голубев, Н.П. Шелухина. Пектин: химия, технология, применение. Изд. Академии технологических наук РФ, М.: 1995, с. 235-241). A known method of producing pectin, including the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances from plant materials, in which the processes of hydrolysis and extraction of raw materials is carried out using a cavitation field obtained using a rotary disintegrator (V.N. Golubev, N.P. Shelukhina. Pectin: Chemistry, Technology, Application, Publishing House of the Academy of Technological Sciences of the Russian Federation, M .: 1995, pp. 235-241).

Недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления и значительная энергоемкость, что обусловлено наличием быстровращающихся частей, большими потерями на трение и низким КПД устройства. The disadvantage of this method is the complexity of the hardware design and significant energy consumption due to the presence of rapidly rotating parts, large friction losses and low efficiency of the device.

Задача изобретения - упрощение конструкции и снижение энергозатрат. The objective of the invention is to simplify the design and reduce energy consumption.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения пектина, включающем процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ из растительного сырья, процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ проводят с применением полигармонического вибрационного воздействия в диапазоне частот 15-50 Гц. The problem is achieved in that in the known method for producing pectin, including the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances from plant materials, the hydrolysis and extraction of pectin substances is carried out using polyharmonic vibration in the frequency range 15-50 Hz.

Сравнение заявляемого способа с прототипом показывает, что он отличается от прототипа тем, что процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ проводят с применением полигармонического вибрационного воздействия в диапазоне частот 15-50 Гц. Comparison of the proposed method with the prototype shows that it differs from the prototype in that the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances is carried out using polyharmonic vibration in the frequency range 15-50 Hz.

Это соответствует критерию изобретения "новизна". Признаки, сличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники, что соответствует критерию изобретения "технический уровень". This meets the criteria of the invention of "novelty." Signs that compare the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions in the study of this and related areas of technology, which meets the criteria of the invention "technical level".

Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи изобретения - упрощение конструкции и снижение энергозатрат. The combination of the claimed features ensures the achievement of the objectives of the invention is to simplify the design and reduce energy consumption.

Сущность способа заключается в следующем. При наложении полигармонической вибрации более равномерно распределяется амплитуда вибрации по всему объему экстрактора. Кроме того, различие частот вибрации способствует интенсификации процесса экстракции за счет движения потоков пульпы с большими скоростями, что приводит к эффективному вымыванию частиц пектиновых веществ из пульпы. Использование в качестве привода электромагнитного вибровозбудителя колебаний, в котором рабочий орган совершает возвратно-поступательное движение, позволит значительно упростить конструкцию, снизить потери на трение из-за отсутствия подшипниковых узлов, а также снизить энергозатраты. The essence of the method is as follows. When applying polyharmonic vibration, the vibration amplitude is more evenly distributed over the entire volume of the extractor. In addition, the difference in vibration frequencies contributes to the intensification of the extraction process due to the movement of pulp flows at high speeds, which leads to the effective washing of particles of pectin substances from the pulp. The use of vibrations as the drive of the electromagnetic vibration exciter, in which the working body makes a reciprocating motion, will significantly simplify the design, reduce friction losses due to the absence of bearing assemblies, and also reduce energy costs.

В качестве растительного сырья можно использовать отходы отраслей пищевой промышленности: свекловичный жом, кожуру цитрусовых, яблочные и виноградные выжимки и т.п. Waste from food industry sectors can be used as plant raw materials: beet pulp, citrus peel, apple and grape squeezes, etc.

В качестве вибропривода, используемого для создания полигармонического вибрационного воздействия, может быть использован электродинамический вибровозбудитель (см. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти т. Т. 4. Вибрационные процессы и машины. 1981. стр. 271-272). As a vibrodrive used to create a polyharmonic vibrational effect, an electrodynamic vibration exciter can be used (see Vibrations in technology. Handbook in 6 volumes. T. 4. Vibration processes and machines. 1981. p. 271-272).

Пример. В качестве исходного сырья используют свекловичный жом (влажность 50%), являющийся отходом свеклосахарного производства. Example. Beet pulp (humidity 50%), which is a waste of sugar beet production, is used as a raw material.

Жом в количестве 100 г заливают раствором соляной кислоты с рН 0,8-1,0 в количестве 600 мл. После выдерживания в течение 30 мин смесь помещают в реактор, в котором проводят совмещенный процесс гидролиза-экстракции. Pulp in an amount of 100 g is poured with a solution of hydrochloric acid with a pH of 0.8-1.0 in an amount of 600 ml. After standing for 30 minutes, the mixture is placed in a reactor in which a combined hydrolysis-extraction process is carried out.

Гидролиз - взаимодействие вещества с водой с образованием различных соединений. Протопектин, содержащийся в растительном сырье (вещество, нерастворимое в воде), в присутствии катализатора (ионы Н⁺ или ОН^-) взаимодействует с водой с образованием растворимого в воде соединения - пектина.Hydrolysis is the interaction of a substance with water with the formation of various compounds. Protopectin contained in plant raw materials (a substance insoluble in water) in the presence of a catalyst (H ⁺ or OH ^- ions) interacts with water to form a water-soluble compound - pectin.

Экстракция - переход искомого вещества (пектиновых веществ) из твердой фазы (свекловичный жом) в жидкую фазу (в воду) под действием градиента концентрации. Extraction is the transition of the desired substance (pectin substances) from the solid phase (beet pulp) to the liquid phase (into water) under the influence of a concentration gradient.

Реактор оборудован виброприводом и водяной рубашкой для поддержания необходимой температуры смеси. The reactor is equipped with a vibrodrive and a water jacket to maintain the required temperature of the mixture.

В качестве вибропривода может быть использован электродинамический вибровозбудитель (см. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти т. Т.4. Вибрационные процессы и машины. 1981, стр. 271-272) с рабочим органом, погруженным в обрабатываемую рабочую смесь (жом+раствор кислоты). As a vibrodrive, an electrodynamic vibration exciter can be used (see Vibrations in engineering. Handbook in 6 vols. T.4. Vibration processes and machines. 1981, pp. 271-272) with a working body immersed in the processed working mixture (pulp + acid solution).

Процесс гидролиза-экстракции проводится при температуре 80 град и полигармоническом вибрационном воздействии с частотой 15-50 Гц в течение 25 мин. При этом степень извлечения пектиновых веществ достигает 92%. Далее пектиносодержащая пульпа подается на центрифугу, где отделяется пектиносодержащий экстракт. Последний подается на вакуумный фильтр, а затем на ультрафильтрацию, где раствор пектиновых веществ концентрируется до содержания пектина 4,8-5,5%. Далее при необходимости получения пектина в виде сухого продукта пектиносодержащий экстракт очищается диафильтрацией и направляется на вакуумную сушку. Сухой продукт имеет влажность 10%. The hydrolysis-extraction process is carried out at a temperature of 80 degrees and polyharmonic vibration exposure with a frequency of 15-50 Hz for 25 minutes Moreover, the degree of extraction of pectin substances reaches 92%. Next, the pectin-containing pulp is fed to a centrifuge, where the pectin-containing extract is separated. The latter is fed to a vacuum filter, and then to ultrafiltration, where a solution of pectin substances is concentrated to a pectin content of 4.8-5.5%. Further, if it is necessary to obtain pectin in the form of a dry product, the pectin-containing extract is purified by diafiltration and sent to vacuum drying. The dry product has a moisture content of 10%.

В таблице приведены сравнительные данные получения пектина. The table shows the comparative data for the production of pectin.

Как видно из таблицы, получение пектиносодержащих веществ по предлагаемому способу значительно сокращает технологический процесс, а следовательно, повышает производительность труда, а также способствует более полному отделению пектина. As can be seen from the table, the production of pectin-containing substances by the proposed method significantly reduces the process, and therefore, increases labor productivity, and also contributes to a more complete separation of pectin.

Claims

A method of producing pectin, including hydrolysis of plant materials with hydrochloric acid and extraction of pectin substances from plant materials, characterized in that the hydrolysis and extraction processes are carried out using polyharmonic vibration in the frequency range 15-50 Hz.