一種回收柑橘罐頭酸處理水中果膠的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種回收柑橘罐頭酸處理水中果膠的方法。該方法將柑橘罐頭酸處理水過濾后，調(diào)節(jié)pH至中性；然后在真空濃縮至總固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1％～1.6％，再用一水檸檬酸和鹽酸的混合溶液調(diào)pH至0.5～3，在85～98℃下均勻加熱，產(chǎn)生絮凝沉淀；將沉淀過濾后，用高濃度乙醇水溶液清洗1～2遍，再烘干、粉碎得果膠多糖。本發(fā)明專利技術(shù)使用常規(guī)簡(jiǎn)易設(shè)備，人工操作簡(jiǎn)單，工藝成本低，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，可有效用于柑橘罐頭加工水的處理與再利用，綠色環(huán)保，增加柑橘加工附加值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于果蔬罐頭生產(chǎn)廢水減排及綜合利用領(lǐng)域，尤其涉及柑橘罐頭酸處理水中果膠物質(zhì)的提取方法。技術(shù)背景中國盛產(chǎn)柑橘水果，種植面積和產(chǎn)量都在世界上占有重要地位，根據(jù)《中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》，2011年至2013年，中國柑橘種植面積與產(chǎn)量依舊持續(xù)增長(zhǎng)，2013年柑橘產(chǎn)量為3320.94萬噸，種植面積達(dá)2422.2千公頃。其中寬皮柑橘是原產(chǎn)于中國的獨(dú)特柑橘品種，是我國柑橘類果樹中最重要的種類之一，因其皮肉易剝離而得名，具有較高的食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，深受世界消費(fèi)者的喜愛。將寬皮柑橘加工成柑橘罐頭，是擴(kuò)展柑橘產(chǎn)品銷售時(shí)間以及空間的良好途徑，克服了水果大多不易保存和運(yùn)輸?shù)膶傩裕哺牧剂烁涕佼a(chǎn)品的口感，提高了食用價(jià)值，增加柑橘農(nóng)產(chǎn)品加工附加值。近幾年，中國柑橘罐頭出口額都達(dá)到3億美元以上，其中2012年達(dá)到4.4億美元(數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，即UNCOMTRADE)，占世界柑橘罐頭市場(chǎng)70％以上的份額，中國已成為世界柑橘罐頭加工的中心。而柑橘罐頭加工是個(gè)耗水產(chǎn)業(yè)，80、90年代，傳統(tǒng)的罐頭加工工藝需要每噸產(chǎn)品耗水60噸，現(xiàn)在隨著節(jié)水技術(shù)的發(fā)展用水大幅減少，但仍需每噸產(chǎn)品30噸水。因糖水橘片罐頭品質(zhì)的需要，橘子囊瓣需要脫囊衣處理，目前成熟且普遍使用的工藝仍是酸堿流槽化學(xué)脫囊衣法，其中酸流槽先對(duì)囊衣成分進(jìn)行降解及部分軟化溶解，因此酸處理水中會(huì)溶解一定量的柑橘囊衣，有機(jī)物含量高，化學(xué)需氧量(COD)大，直接排放會(huì)引起水體富營養(yǎng)化。柑橘囊衣含有大量果膠類物質(zhì)，使排放水的粘度增大，難以生化降解，直接處理較困難，而果膠作為寶貴的植物資源，未經(jīng)利用而直接進(jìn)行處理，并不是企業(yè)的首選方案。同時(shí)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展使果膠物質(zhì)得到富集，增加了其回收的可行性。通過回收利用排放水中的柑橘囊衣果膠將使柑橘資源利用最大化，同時(shí)從根源上減少排放水的COD，是企業(yè)與社會(huì)共同追求的目標(biāo)。目前商品果膠主要來自柑橘皮和蘋果渣，經(jīng)過磨粉，酸提，過濾，醇沉，過濾，烘干，粉碎得到，廣泛用于食品加工中的增稠劑、凝膠劑，因其成膠性能好、無異味，且具有降血脂、降重金屬、抗癌等生理活性而深受喜愛，在高檔食品中的需求則更為普遍。目前全球果膠每年的需求量近4萬噸，我國為5000噸/年以上，然而其中80％從國外進(jìn)口，價(jià)格高昂，供不應(yīng)求。從柑橘罐頭加工酸處理水中回收果膠不僅可省去橘皮的磨粉、酸提等工序，節(jié)約成本，也為果膠市場(chǎng)補(bǔ)充了新的果膠來源。回收的果膠屬于柑橘囊衣果膠，與柑橘皮果膠同源，在含量與結(jié)構(gòu)組成上都有一定的相似性，可作為果醬等產(chǎn)品中的增稠劑、穩(wěn)定劑。同時(shí)囊衣果膠中的中性糖含量稍高，果膠中的中性糖一般多來自于鼠李半乳糖醛酸聚糖I(RGI)結(jié)構(gòu)域，而近來隨著果膠生理功能的開發(fā)，發(fā)現(xiàn)RGI對(duì)果膠生理作用的發(fā)揮更為重要，也因此部分果膠的提取有了追求高中性糖含量的傾向(MaxwellEG,BelshawNJ,WaldronKW,etal.Pectin—anemergingnewbioactivefoodpolysaccharide[J].TrendsinFoodScience&Technology,2012,24(2):64-73.)。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般有以下工藝提取柑橘罐頭酸排液中的果膠：首先調(diào)節(jié)酸排放水的pH至中性，再經(jīng)布袋初步濾除雜質(zhì)，濾液經(jīng)過兩步膜過濾分離，對(duì)分離液進(jìn)行噴霧干燥，即得果膠；也有先用硅藻土進(jìn)行板框壓濾除雜，再調(diào)pH后進(jìn)行納濾、超濾，得濃縮液用醇或酮進(jìn)行沉淀，離心、沉淀干燥得果膠；也有使用鹽析法沉淀果膠。果膠提取的關(guān)鍵工藝在于果膠從提取液中析出分離這一步，現(xiàn)有工藝使用噴霧干燥或有機(jī)試劑沉淀或鹽析后再分離，具有工藝復(fù)雜，設(shè)備成本高，占地面積大等問題，配合使用的膜分離濃縮前處理工藝的設(shè)備耗材費(fèi)也較高，沉淀步驟使用的有機(jī)溶劑，更是增加了試劑成本和環(huán)境成本，而使用鹽析，還需增加鹽析特定的前處理工藝和后續(xù)脫鹽工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種回收柑橘罐頭酸處理水中果膠的方法，基于加熱酸化混合液產(chǎn)生絮凝的方法，過濾絮凝物得到果膠。本工藝不使用乙醇等有機(jī)試劑作為沉淀劑，環(huán)保且節(jié)約成本，不添加金屬離子作為鹽析試劑，因此無需特殊的脫鹽工序，不使用膜過濾以及噴霧設(shè)備，所以設(shè)備成本低。具有工序簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備常規(guī)等優(yōu)點(diǎn)，易于在柑橘罐頭加工中工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)柑橘加工全利用，同時(shí)降低排放水的COD值，提高柑橘罐頭產(chǎn)業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)是：一種回收柑橘罐頭酸處理水中果膠的方法，包括如下步驟：(1)使用濾布過濾柑橘罐頭加工酸處理水，并將濾液泵入pH調(diào)節(jié)池，使用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至5-7；(2)使用真空濃縮設(shè)備在50℃下將上述中性液濃縮至總固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1％～1.6％；(3)將濃縮液泵入耐酸加熱器，用一水檸檬酸和鹽酸的混合酸溶液調(diào)節(jié)濃縮液的pH至0.5～3；其中，一水檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～4％，HCl的濃度為3mol/L；(4)在85～98℃下均勻加熱10min以上，產(chǎn)生絮凝沉淀；(5)將步驟4加熱后產(chǎn)生的含絮凝物的混合液用濾布過濾，濾渣用高濃度乙醇水溶液清洗1～2遍，再烘干、粉碎得果膠多糖。進(jìn)一步地，步驟(1)中使用100～200目濾布，更優(yōu)選為100目，有利于高效過濾且達(dá)到除大顆粒雜質(zhì)的目的。進(jìn)一步地，步驟(2)中真空濃縮后，總固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3～1.4％。進(jìn)一步地，步驟(3)中混合酸溶液中的一水檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％；濃縮液pH調(diào)節(jié)到1。進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，溫度為95℃；加熱時(shí)間為15min。進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，加熱后的產(chǎn)物用300～400目濾布過濾；濾渣用與濾渣同體積的體積分?jǐn)?shù)為50～70％的乙醇清洗1遍。進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，加熱后的產(chǎn)物用350目濾布過濾；使用乙醇體積分?jǐn)?shù)為60％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)使用簡(jiǎn)單傳統(tǒng)的操作單元，工人培養(yǎng)成本低。(2)設(shè)備購置費(fèi)用低，維護(hù)成本小，占地面積小，不使用噴霧干燥及膜過濾工序。(3)不耗費(fèi)大量乙醇等有機(jī)試劑，綠色環(huán)保、成本小。(4)不額外添加金屬陽離子作為鹽析試劑，無需進(jìn)行特殊的脫鹽工藝。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的酸處理水由于成分和pH的原因，黏度較大，兼顧過濾效率和粗雜質(zhì)去除效果，因此步驟(1)優(yōu)選100目過濾。酸處理水濃縮后的固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)可用水分快速測(cè)定儀在線測(cè)定控制，也可使用常規(guī)方法，固形物含量過低影響絮凝物的產(chǎn)生以及后續(xù)過濾，過高則不利于本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種回收柑橘罐頭酸處理水中果膠的方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)使用濾布過濾柑橘罐頭酸處理水，使用NaOH溶液調(diào)節(jié)濾液的pH至5?7，得到中性溶液；(2)使用真空濃縮設(shè)備在50℃下將上述中性液濃縮至總固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1％～1.6％；(3)將濃縮液泵入耐酸加熱器，用一水檸檬酸和鹽酸的混合酸溶液調(diào)節(jié)濃縮液的pH至0.5～3；其中，一水檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～4％，HCl的濃度為3mol/L；(4)在85～98℃下均勻加熱10min以上，產(chǎn)生絮凝沉淀；(5)將步驟4加熱后產(chǎn)生的含絮凝物的混合液用濾布過濾，濾渣用高濃度乙醇水溶液清洗1～2遍，再烘干、粉碎得果膠多糖。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種回收柑橘罐頭酸處理水中果膠的方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)使用濾布過濾柑橘罐頭酸處理水，使用NaOH溶液調(diào)節(jié)濾液的pH至5-7，得到中性溶
液；
(2)使用真空濃縮設(shè)備在50℃下將上述中性液濃縮至總固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1％～
1.6％；
(3)將濃縮液泵入耐酸加熱器，用一水檸檬酸和鹽酸的混合酸溶液調(diào)節(jié)濃縮液的pH至
0.5～3；其中，一水檸檬酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～4％，HCl的濃度為3mol/L；
(4)在85～98℃下均勻加熱10min以上，產(chǎn)生絮凝沉淀；
(5)將步驟4加熱后產(chǎn)生的含絮凝物的混合液用濾布過濾，濾渣用高濃度乙醇水溶液清
洗1～2遍，再烘干、粉碎得果膠多糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中使用100～200目濾布，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳健樂，葉興乾，程煥，陳士國，劉東紅，胡亞芹，吳丹，丁甜，高海峰，洪基光，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33