Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства

Изобретение относится к переработке отходов свекловичного производства. Способ извлечения пектиновых веществ включает мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом. Обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55 °С 1% раствором оксалата аммония в течение 45-50 мин. Очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия в количестве не более 10 г на литр спирта. Причем ультразвуковую обработку проводят 20 минут при температуре 40 °С. Изобретение позволяет увеличить выход пектина и не требует использования в качестве экстрагента сильных минеральных кислот. 3 пр.

 

Изобретение относится к области технологии высокомолекулярных природных соединений, а именно к способу получения пектина из растительного сырья, который может быть использован в пищевом производстве для придания им новых полезных свойств и для создания продуктов лечебно-профилактического питания.

Известен способ создания ультразвуковых колебаний и способ производства пектина с его использованием (см. Патент РФ № 2121171, МПК G10K15/04, C08B37/06, A23L1/0524, опубл. 27.10.1998), при котором гидролиз-экстрагирование пектинсодержащего сырья происходит с использованием ультразвуковых колебаний, создаваемых введением диспергированного жидкостного потока в другую жидкость. Используют жидкости, смешивание которых происходит с выделением теплоты, например, воду и спирт. В процессе смешивания давление поддерживают ниже давления насыщенных паров жидкости с меньшей температурой кипения при температуре смеси. В способе производства пектина, включающем гидролиз-экстрагирование пектинсодержащего сырья водным раствором кислоты и отделение экстракта, ультразвуковые колебания создают на стадии гидролиза-экстрагирования. Воду и кислоту вводят в экстракционный объем раздельно. Диспергированию подвергают поток жидкости с меньшей температурой кипения.

Недостатком данного метода является сложность оформления процесса ввода диспергированного жидкостного потока в другую жидкость, использование в качестве компонента для генерирования ультразвуковых колебаний сильных минеральных кислот и алифатических спиртов, что способствует быстрому износу оборудования и повышенной экологической нагрузке.

Известна технология получения пектина из морских трав с применением ультразвука (см. Патент РФ № 2440009, МПК A23L1/0524, опубл. 20.01.2012), включающая подготовку исходного растительного сырья, гидролиз сырья раствором кислоты при температуре 50-60°С в течение времени не более 4 ч, отделение гидролизата, промывку водой прогидролизованного растительного сырья и экстрагирование из него пектина раствором оксалата аммония при нагревании, последующую ультрафильтрационную очистку с концентрированием полученного экстракта и сушку при нагревании, при этом гидролиз проводят раствором кислоты с рН 3,0-5,0, а экстрагирование пектина из прогидролизованного растительного сырья проводят в экстракторе с «ложным» дном в условиях циркуляции экстрагента в две стадии: сначала 0,5%-ным раствором оксалата аммония при нагревании в интервалах температур 45-50°С и давления 1,5-2,5 атм в течение не более 40 мин, затем 1,5%-ным раствором оксалата аммония при нагревании в интервалах температур 75-80°С и давления 3-4 атм в течение не более 50 мин, а после ультрафильтрационной очистки и концентрирования экстракта проводят осаждение из него пектина этиловым спиртом, содержащим хлорид натрия.

Недостатком данного способа является значительная энергоемкость, длительность процесса экстракции, громоздкость экстрактора с «ложным» дном, многостадийность, необходимость наличия системы ультрафильтрационной очистки и смена режимов, как температурных, так и давления.

Известен способ выделения пектина с применением кислотно-кавитационной технологии (см. Патент РФ № 2333669, МПК А 23L1/0524, опубл. 20.09.2008), принятый за прототип и предусматривающий мойку сырья водой, измельчение сырья, после чего проводят гидродинамическую кавитацию, обработку ультразвуком при частоте 300-400 Гц, а затем кислотный гидролиз при рН 5,0-6,0, температуре 68-72°С в течение 50-70 мин, сепарируют полученный экстракт, проводят ультрафильтрационную очистку пектинсодержащего экстракта, осаждение пектиновых веществ хлоридом кальция и их очистку этиловым спиртом.

Недостатком данного метода является использование широкого диапазона частот ультразвука 300-400 Гц, проведение гидролиза в агрессивной среде сильных минеральных кислот, а также при высокой температуре 68-72°С, что приводит к быстрому износу оборудования и загрязнению окружающей среды, а также громоздкость установки для получения пектина и многостадийность процесса.

Технической задачей является снижение энергоемкости и достижение эффективной, продуктивной и экологически безопасной технологии переработки растительного сырья для окружающей среды по заявляемому способу за счет применения ультразвука частотой 350 Гц и экстракции при температуре 55°С с использованием неагрессивного компонента оксалата аммония и сокращением времени экстракции до 50 мин, а также сокращение стадий процесса в связи с отсутствием необходимости проведения сепарирования и ультрафильтрационной очистки пектинсодержащего экстракта.

Решение технической задачи при реализации предлагаемого способа заключается в следующем:

- выполняется обработка смеси из воды и растительного сырья ультразвуком частотой 350 Гц, которая обеспечивает кавитационный эффект, разрушающий клеточную структуру сырья - происходит разрыв оболочки клетки, частичная деполимеризация протопектина, а также образующиеся микропотоки способствуют повышению диффузионной проницаемости ткани экстрагируемого материала, интенсификации проникновения в сырье экстрагента и более полной диффузии растворимого пектина в раствор;

- осуществляется исключение из технологии применения в качестве основного экстрагента сильных минеральных кислот, поскольку в результате оптимального воздействия ультразвука частотой 350 Гц повышается проницаемость клеток растительного сырья, что позволяет исключить применение сильных минеральных кислот, поскольку происходит более легкое проникновение в сырье экстрагента и более полное высвобождение и диффузия пектина в раствор.

По окончании процесса экстрагирования пектина раствор подается на фильтрацию.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства, включающем мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом, при этом обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55°С 1% раствором оксалата аммония в течение 45-50 мин, очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия, причем ультразвуковая обработка производится в течение 20 минут при температуре 40°С.

Сущность реализации процесса по заявленному способу.

Извлечение пектиновых веществ из отходов свекловичного производства включает обработку смеси из воды и растительного сырья ультразвуком, гидролиз и экстрагирование с добавлением оксалата аммония, фильтрацию, концентрирование, осаждение этиловым спиртом и сушку.

Более полная экстракция пектиновых веществ достигается за счет комбинации двух методов – применения ультразвука и экстракции при температуре 55°С с добавлением неагрессивного компонента - оксалата аммония.

Измельченное сырье до размера частиц с эквивалентным диаметром не менее 5,5 мм загружается в рабочую камеру установки для экстрагирования пектина из растительного сырья и заливается водой из расчета 1:10. Измельчение сырья до размера частиц с эквивалентным диаметром менее 5,5 мм повышает вероятность разрушения молекулы пектина при ультразвуковой обработке, кроме этого затрудняется последующее отделение пектина от мезги.

Проводится ультразвуковая обработка смеси в течение 20 мин и при температуре 40°С, затем гидролиз и экстрагирование при температуре 55°С 1 % раствором оксалата аммония в течение 50 мин. Очистку полученного пектинсодержащего экстракта и осаждение пектиновых веществ проводят этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия для интенсификации процесса коагуляции пектина в количестве не более 10 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 8% и измельчают. Применение данной температуры сушки наиболее оптимально, поскольку пектин является термочувствительном веществом и при воздействии высоких температур утрачивает желирующую способность.

Гидролиз и экстрагирование осуществляют без применения в качестве основного экстрагента сильных минеральных кислот, что делает производство экологически безопасным и не загрязняющим окружающую среду, а также более экономичным, поскольку снижаются энергозатраты в связи с уменьшением температуры и времени экстрагирования.

Пример 1.

Смесь измельченного жома сахарной свеклы и воды после обработки ультразвуком при частоте колебаний 400 Гц, подвергают гидролизу и экстрагированию при температуре 70°С 1% раствором оксалата аммония в течение 50 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют и из пектинсодержащего экстракта выделяют пектиновые вещества методом осаждения этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия в количестве 8 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 7-8% и измельчают до порошкообразного состояния.

Выход продукта при данных условиях составляет 13,4-15,2% от массы жома сахарной свеклы. Полученный пектин имеет светло-серый цвет, практически без запаха. По степени этерификации пектин соответствует типу В (60-66%).

Пример 2.

Смесь измельченного жома сахарной свеклы и воды после обработки ультразвуком при частоте колебаний 350 Гц, подвергают гидролизу и экстрагированию при температуре 55°С 1% раствором оксалата аммония в течение 50 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют и из пектинсодержащего экстракта выделяют пектиновые вещества методом осаждения этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия в количестве 10 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 7-8% и измельчают до порошкообразного состояния.

Выход продукта при данных условиях составляет 15,9-16,2% от массы жома сахарной свеклы. Полученный пектин имеет светло-серый цвет, практически без запаха. По степени этерификации пектин соответствует типу В (60-66%).

Пример 3.

Смесь измельченного жома сахарной свеклы и воды после обработки ультразвуком при частоте колебаний 300 Гц подвергают гидролизу и экстрагированию при температуре 65°С 1% раствором оксалата аммония в течение 55 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют и из пектинсодержащего экстракта выделяют пектиновые вещества методом осаждения этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия в количестве 5 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 7-8% и измельчают до порошкообразного состояния.

Выход продукта при данных условиях составляет 14,1-15,0% от массы жома сахарной свеклы. Полученный пектин имеет светло-серый цвет, практически без запаха. По степени этерификации пектин соответствует типу В (60-66%).

Оригинальность предлагаемого способа заключается в том, что позволяет повысить выход пектина до 16,2% от сухой массы сырья, при этом его получение осуществляется без применения в качестве основного экстрагента сильных минеральных кислот. Это делает производство экологически безопасным и не загрязняет окружающую среду, а также обеспечивает экономичность получения готового продукта, поскольку снижаются энергозатраты в связи с уменьшением температуры и времени экстрагирования.

Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства, включающий мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом, отличающийся тем, что обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55°C 1% раствором оксалата аммония в течение 45-50 минут, очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия, не более 10 г на литр спирта, причем ультразвуковая обработка производится в течение 20 минут при температуре 40°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии переработки семян льна и частично обезжиренного жома льняного семени. Получают водный экстракт полисахаридов путем экстрагирования при воздействии механических колебаний частотой 10-20 Гц, амплитуде 3-6 мм в течение 14-16 мин.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства пектинсодержащего продукта из зерна льна включает увлажнение зерна льна, его отволаживание и обработку ИК-лучами.

Изобретение относится к пищевой, фармацевтической и биохимической отраслям промышленности. Способ получения пектина включает экстракцию пектиносодержащих выжимок раствором пищевой или минеральной кислоты с рН 0,8-3,2 и гидромодулем 1:(15-45) в течение 1-6 часов при температуре 70-95°C, фильтрацию полученного экстракта, его очистку.

Изобретение относится к медицине, а именно к фармакологии, и описывает способ получения координационных соединений олигогалактуроновой кислоты с биогенными металлами (II).

Изобретения относятся к медицине, в частности к новому матриксному материалу для тканевой биоинженерии и регенеративной медицины и способам его получения. Матриксный материал разработан на основе растительного полисахарида - пектина со степенью этерификации не более 50% и белков внутриклеточного матрикса - коллагенов I и IV типов, который содержит указанные компоненты в следующих концентрациях: 0,5 - 2,0 вес.%, 0,1 - 1,5 вес.% и 0,01 - 0,5 вес.% соответственно.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пектина предусматривает промывание перед гидролизом-экстракцией измельченного пектинсодержащего сырья питьевой водой в течение 0,5-1,5 ч при одновременном перемешивании 10-30 об/мин и t=40-60°C, разделение полученной смеси на твердую и жидкую фазы, смешивание твердой фазы с очищенной водой в соотношении 1:10-1:40.
Способ получения октагалактуронида включает кислотный гидролиз пектина с последующим отделением жидкой фазы от нерастворимого остатка пектина и выделением из нее октагалактуронида.
Способ получения гептагалактуронида включает кислотный гидролиз пектина с последующим отделением жидкой фазы от нерастворимого остатка пектина и выделением из нее гептагалактуронида.
Способ получения октагалактуронида включает кислотный гидролиз пектина с последующим отделением жидкой фазы от нерастворимого остатка пектина и выделением из нее октагалактуронида.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пектина из растительного сырья включает операции гидролиза соляной кислотой и экстракцию пектиновых веществ из растительного сырья.

Изобретение относится к области красящих композиций. Красящая композиция, имеющая синий цвет, содержит один или более количество антоцианов; ионы металла Fe(II), дубильную кислоту в качестве стабилизатора, в которой мольное соотношение ионов металла и антоцианов составляет по меньшей мере 0,5:1, а мольное соотношение стабилизатора и антоцианов составляет по меньшей мере 0,5:1.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения обжаренной лапши быстрого приготовления, включающий помещение желатинизированных нитей лапши во множество удерживающих емкостей, поддерживаемых двумя бесконечными параллельными цепями; погружение множества удерживающих емкостей, в которые помещены нити лапши, посредством перемещения двух бесконечных цепей в жарочный резервуар для жарочной обработки нитей лапши; удаление удерживающих емкостей из масла в жарочном резервуаре посредством перемещения двух цепей для удаления множества обжаренных брикетов лапши из масла в жарочном резервуаре; изменение направления перемещения цепей в течение 15 секунд после удаления множества брикетов лапши из масла для переворачивания удерживающих емкостей вверх дном; транспортировку брикетов лапши в состоянии, в котором брикеты лапши содержатся в удерживающих емкостях; и отделение брикетов лапши от удерживающих емкостей.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства макаронных изделий, включающий экструдирование под давлением от 80 кгс/см2 до 200 кгс/см2 для получения лапши, причем тесто для лапши получено смешиванием сырьевого мучного материала, содержащего муку из пшеницы гексаплоидной группы и имеющего глютеновый индекс от 76 до 86.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения замороженной лапши включает стадию нанесения композиции, содержащей ксантановую камедь и имеющей вязкость от 30 до 2000 мПа*с при температуре 60°C, на сваренную лапшу, полученную нагреванием свежей лапши, изготовленной способом раскатывания, вместе с водой так, что выход сваренной лапши составляет от 200 до 250 %, с последующим охлаждением водой или воздухом, и стадию замораживания лапши, на которую нанесена композиция.

Изобретение относится к способу экстракции активных молекул из растительного субстрата. Способ экстракции активных молекул из растительного субстрата согласно изобретению включает стадию, на которой указанный субстрат приводят в контакт с экстракционной жидкостью, причем указанная экстракционная жидкость содержит: экстракционный газ, который находится в газообразном состоянии при температуре 23°С и давлении 1 атм (101,325 кПа), и экстракционный растворитель в жидком состоянии, содержащий или состоящий из уксусной кислоты самой по себе или в смеси с по меньшей мере одним из: воды и первичного алифатического спирта, имеющего формулу (V) R-OH, где R представляет собой С1-С10 алкильную группу, предпочтительно С1-С5, где указанный экстракционный газ выбран из группы, состоящей из гелия, неона, аргона, криптона, ксенона, диоксида углерода и азота или их смесей; где указанный экстракционный газ вводят в указанный экстракционный растворитель в концентрации, составляющей от 0,1 до 10 объемных % относительно 100 массовых частей экстракционного растворителя.

Изобретение относится к кондитерской промышленности. Предложен способ производства фруктово-желейного мармелада на основе натуральных сахарозаменителей и желирующих веществ, предусматривающий приготовление пюре из ягод калины красной и пюре из плодов апельсина, замачивание воздушно-сухого пищевого желатина в воде температурой 20-25°С для набухания в течение 40-60 мин, нагревание набухшего желатина, смешивание его с фруктово-ягодным сиропом, полученным при уваривании пюре из калины красной, пюре из апельсина и фруктозы до содержания сухих веществ 67-69%, формование мармеладной массы, охлаждение до температуры 23-25°С в течение 1-2 ч, выстойку в течение 2-3 ч, обсыпку крахмалом, сушку от 2 до 12 ч, фасовку и упаковку, при этом с целью придания мармеладу лечебно-профилактической направленности рецептурные компоненты входят в состав в следующем соотношении, мас.%: пюре из ягод калины красной 15-45; пюре из апельсина 15-45; вода 16-24; фруктоза 10-20; желатин пищевой 4-6.

Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности и может быть использовано для приготовления энергетического продукта, в частности композиции функционального назначения, повышающей работоспособность и физическую выносливость, необходимую, например, для лиц, специализирующихся в силовых видах спорта или занятых тяжелым физическим трудом.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения экстрактов, характеризующийся тем, что операции размораживания, измельчения и экстрагирования замороженного плодово-ягодного сырья проводят в аппарате в поле низкочастотных механических колебаний с помощью вибрационной тарелки, установленной с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, отличающийся тем, что тарелка толщиной 3 мм имеет отбортовку равной высоты, направленную вверх и вниз, общей высотой 20 мм, и перфорирована отверстиями диаметром 0,0025 м с долей свободного сечения 16,5%, совершает возвратно-поступательные движения с частотой 20 Гц и амплитудой 8 мм, находясь на расстоянии 45 мм от дна аппарата, крышка установлена герметично на расстоянии 0,015 м от уровня свободной поверхности жидкости в аппарате, твердая фаза в равных долях размещается в пространстве над и под вибрационной тарелкой, переработка твердой фазы осуществляется при соотношении фаз (Т/Ж)=0,5.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству экструдированных снэков из натурального зернового и плодоовощного сырья без добавления сахара.

Изобретение относится к мясной промышленности и может найти применение при производстве мясных котлет с использованием растительной добавки. В фарш добавляют 30-50 г ягод облепихи из расчета на 1 кг приготовленного фарша.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к консервированию компота из черешни. Способ характеризуется тем, что банки с расфасованными и залитыми сиропом плодами помещают в СВЧ-камеру и в течение 1,5-2,0 мин нагревают СВЧ-энергией частотой 2400±50 МГц до 82-83°С. После чего осуществляют подкатку банок крышками и нагревают банки с продуктом с подкатанными крышками в потоке нагретого воздуха температурой 140°C и скоростью 6,5-7,0 м/с в течение 15 мин. Затем окончательно закатывают банки, продолжают тепловую обработку в горячей воде температурой 95°C в течение 10 мин и охлаждают путем орошения водой с переменной температурой 70-25°C в течение 15 мин. Способ обеспечивает сокращение продолжительности тепловой обработки и повышение качества готового продукта. 1 пр.

Изобретение относится к переработке отходов свекловичного производства. Способ извлечения пектиновых веществ включает мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом. Обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55 °С 1 раствором оксалата аммония в течение 45-50 мин. Очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия в количестве не более 10 г на литр спирта. Причем ультразвуковую обработку проводят 20 минут при температуре 40 °С. Изобретение позволяет увеличить выход пектина и не требует использования в качестве экстрагента сильных минеральных кислот. 3 пр.

Наверх