一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝的製作方法
2023-04-26 12:09:16
一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，工藝路線主要為：清汁→樹脂處理→樹脂中產物提取→產品加工；主要包括以下步驟：（1）把經過預處理的清汁用離子交換樹脂進行處理，（2）對飽和的樹脂進行洗脫，得到洗脫液，（3）將洗脫液經行膜過濾及濃縮，（4）將濃縮液進行乾燥處理；達到了對甘蔗資源的綜合利用。
【專利說明】一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及製糖工業中使用膜分離技術和離子交換分離技術結合，尤其是一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝。【背景技術】
[0002]由於甘蔗的壓榨是連皮壓榨，且在製糖過程中會發生美拉德反應、酶促反應、微生物反應等，因此在清汁中存在大量非糖色素，這些色素對後續製糖工藝有很多的影響，因此在製糖過程中要對其進行脫色處理。
[0003]甘蔗中含有大量的高效抗氧化性物質，在以往的製糖過程中沒有對其進行加工利用造成了資源浪費；並且以往的製糖工藝中，人們只提取了甘蔗中的糖，而將甘蔗中其他的功能性成分當成廢物排放，還對環境造成很大的影響。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其目的是提高製糖產業的綜合利用率，具有生產工藝簡單、自動化程度高、投入成本低、經濟效益高、產品功能性良好、保護環境等優點。
[0005]本發明採用下述技術方案予以實現:
一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，用離子交換樹脂對經預處理的清汁進行處理，吸附其中的功能性產物，之後對飽和樹脂進行洗脫，從中提取出具有高附加值的功能性產物，具體步驟如下:
Ca)使用離子交換樹脂處理清汁，得到飽和離子交換樹脂和處理後的清汁；
(b)使用鹽鹼液對飽和離子交換樹脂進行洗脫；
(C)把得到的洗脫液過膜進行除雜並濃縮；
Cd)將濃縮液進行乾燥處理。
[0006]作為本發明的優選技術方案:
使用離子交換樹脂處理前的清汁預處理為使用超濾去除清汁中的大分子雜質，留下蔗糖和色素等小分子，再經納濾去除水分和部分鹽類達到濃縮；膜處理所用超濾膜為:孔徑0.02^1.5微米，膜材質為無機材質，操作壓力0.2^2兆帕，操作溫度2(T95°C ;所用納濾膜為:孔徑f 3納米，膜材質為無機材質，操作壓力0.2^4兆帕，操作溫度2(T95°C ;將清汁濃度從初始濃度14%~18%濃縮到25%飛5%，從而增加後續柱分離的處理量並減輕柱負擔。
[0007]進一步，步驟(a)所用離子交換樹脂為陰離子交換樹脂，所述清汁的錘度控制在14~65° Bx，溫度控制在4(T80°C，處理量控制在6(T300BV，流速為l(T30BV/h，以軟化水反洗樹脂床至出水無色，得飽和離子交換樹脂和處理後的清汁。
[0008]步驟(b)使用質量濃度為1%~5%的NaOH溶液和質量濃度為6%~17%NaCl溶液按1:1比例混合的再生液對飽和離子交換樹脂進行洗脫；洗脫的溫度控制在4(T80°C，用量為3(T50BV，流速l~10BV/h，以軟化水洗樹脂床至出水無色，得洗脫液。[0009]步驟(a)所述陰離子交換樹脂為陰離子交換樹脂A1213。
[0010]步驟(c)所述的洗脫液過膜並濃縮，濃縮倍數為5~10倍。
[0011]步驟(d)所述濃縮液的乾燥採用噴霧乾燥，噴霧乾燥參數為:進風溫度200°C，噴頭轉速25000r/min，乾燥時間6~10h，產品乾燥到水分含量低於3%。
[0012]步驟(d)所述濃縮液的乾燥採用真空冷凍乾燥，真空冷凍乾燥參數為:真空度3Pa，冷阱溫度_70°C，乾燥時間6~10h，產品乾燥到水分含量低於3%。
[0013]所得功能性產物為色素類物質，有葉綠素、葉黃素、胡蘿蔔素和花青素等，還有部分黃酮類物質。
[0014]本發明的工藝路線主要為:清汁一樹脂處理一樹脂中產物提取一產品加工；主要包括以下步驟:(1)把經過預處理的清汁用離子交換樹脂進行處理，(2)對飽和的樹脂進行洗脫，得到洗脫液，(3)將洗脫液經行膜過濾及濃縮，(4)將濃縮液進行乾燥處理；達到了對甘蔗資源的綜合利用。
[0015]使用本發明的工藝技術，樹脂處理前的清汁先經過膜處理，除去清汁中的大分子，留下蔗糖和色素等小分子，並將清汁濃度從初始濃度濃縮到相應濃度，從而增加後續柱分尚的處理量減少柱負擔，並提聞廣品品質。
[0016]採用膜分離技術和離子交換技術對清汁進行脫色，既可達到提高清汁品質的目的又可從脫色廢液中提取高活性抗氧化劑以提高經濟效益、生產出高附加值的功能性產物，並可減少企業排汙負擔，不但降低了糖廠的排汙壓力和治汙成本，又回收了有價值的資源、減少了環境汙染，可謂一舉三得。
[0017]由於採用上述技術方案，本發明與現有技術相比，具有如下優點:
I)本發明使用離子交換樹脂對清汁進行處理，提取出了清汁中的功能性產物，且提高了終產品白砂糖的品質，並降低了製糖清淨過程的成本，減少了企業的排汙負擔，提高了資源綜合利用率和經濟效益。
[0018]2)採用本發明製得的功能性產物中富含花青素色素、酚類色素和黃酮等，經試驗測定具有很好的功能活性，且性質穩定，耐熱處理。其來源安全，不含對人體有害物質，經適當加工即可作為食品添加劑或其他添加使用。 【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖1及【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0021]如圖1，本發明的工藝包括清汁的膜處理、離子交換樹脂處理、樹脂洗脫、洗脫液中功能性產物的提取等步驟，具體實施方案如下:
清汁的膜處理步驟:亦即精密過濾處理，使用超濾膜去除清汁中的大分子雜質，再經納濾膜去除水分和部分鹽類達到濃縮。
[0022]離子交換樹脂處理步驟:採用的離子交換樹脂為陰離子交換樹脂A1213，清汁的錘度控制在14~65° Bx，溫度控制在4(T80°C，處理量控制在6(T300BV，流速為l(T30BV/h，再以軟化水反洗樹脂床至出水無色，得飽和的樹脂和處理後的清汁。處理後的清汁按現有技術進行糖液的脫色，生廣精製糖。
[0023]飽和樹脂的洗脫步驟:再生液使用質量濃度1%~5%的NaOH溶液和質量濃度6%~17%NaCl溶液，按1:1重量比例混合，控制溫度4(T80°C，用量為30~50BV，流速I~IOBV/h，再以軟化水洗樹脂床至出水無色，得洗脫液。再生樹脂回用。
[0024]從洗脫液中提取功能性產物:將洗脫液通過分離膜進行濃縮，濃縮後使用噴霧乾燥或真空冷凍乾燥，其中噴霧乾燥參數為:進風溫度200°C，噴頭轉速25000r/min ;真空冷凍乾燥參數為:真空度3Pa，冷阱溫度為_70°C，乾燥時間6~10h ;產品乾燥到水分含量低於
3% ο
[0025]最終得到一種從甘蔗中提取的高附加值天然功能性產物，主要包括葉綠素、葉黃素、胡蘿蔔素和花青素等色素類物質和一些黃酮類物質。經過本工藝處理不但得到了高附加值廣品，還對最終糖品的品質有很大提聞 。
【權利要求】
1.一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，用離子交換樹脂對經預處理的清汁進行處理，吸附其中的功能性產物，之後對飽和樹脂進行洗脫，從中提取出具有高附加值的功能性產物，具體步驟如下: Ca)使用離子交換樹脂處理清汁，得到飽和離子交換樹脂和處理後的清汁； (b)使用鹽鹼液對飽和離子交換樹脂進行洗脫； (C)把得到的洗脫液過膜進行除雜並濃縮； Cd)將濃縮液進行乾燥處理。
2.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，使用離子交換樹脂處理前的清汁預處理為使用超濾去除清汁中的大分子雜質，留下蔗糖和色素等小分子，再經納濾去除水分和部分鹽類達到濃縮；膜處理所用超濾膜為:孔徑0.02^1.5微米，膜材質為無機材質，操作壓力0.2^2兆帕，操作溫度2(T95°C ;所用納濾膜為:孔徑f 3納米，膜材質為無機材質，操作壓力0.2^4兆帕，操作溫度2(T95°C ;將清汁濃度從初始濃度14%~18%濃縮到25%飛5%，從而增加後續柱分離的處理量並減輕柱負擔。
3.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，步驟(a)所用離子交換樹脂為陰離子交換樹脂，所述清汁的錘度控制在14飛5° Bx，溫度控制在4(T80°C，處理量控制在6(T300BV，流速為l(T30BV/h，以軟化水反洗樹脂床至出水無色，得飽和離子交換樹 脂和處理後的清汁。
4.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，步驟(b)使用質量濃度為1%~5%的NaOH溶液和質量濃度為69Tl7%NaCl溶液按1:1比例混合的再生液對飽和離子交換樹脂進行洗脫；洗脫的溫度控制在4(T80°C，用量為3(T50BV，流速l~10BV/h，以軟化水洗樹脂床至出水無色，得洗脫液。
5.根據權利要求3所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，步驟(a)所述陰離子交換樹脂為陰離子交換樹脂A1213。
6.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，步驟(c)所述的洗脫液過膜並濃縮，濃縮倍數為5~10倍。
7.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，步驟(d)所述濃縮液的乾燥採用噴霧乾燥，噴霧乾燥參數為:進風溫度200°C，噴頭轉速25000r/min，乾燥時間6~10h，產品乾燥到水分含量低於3%。
8.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，步驟(d)所述濃縮液的乾燥採用真空冷凍乾燥，真空冷凍乾燥參數為:真空度3Pa，冷阱溫度_70°C，乾燥時間6~10h，產品乾燥到水分含量低於3%。
9.根據權利要求1所述的一種從甘蔗中提取高附加值功能性產物的工藝，其特徵在於，所得功能性產物為色素類物質，有葉綠素、葉黃素、胡蘿蔔素和花青素等，還有部分黃酮類物質。
【文檔編號】C09B61/00GK103468021SQ201310475009
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】高正卿, 陳勇, 何桂源, 王國梅, 何亮亮, 孔慶龍 申請人:雲南省輕工業科學研究院