Способ получения пектина

 

Изобретение относится к производству пектина и может быть использовано при его осаждении из экстракта. Растительное сырье экстрагируют, полученный экстракт фильтруют и концентрируют. Для осаждения пектина из экстракта применяют вращающееся электрическое поле, в котором за счет центробежных сил происходит отрыв гидроксильных групп OH^- от пектиновых мицелл, нейтрализующий молекулы пектина и способствующий их осаждению. Изобретение позволяет исключить применение каких-либо химикатов при осаждении пектина и получить экологически чистый продукт, не требующий последующей очистки. 2 ил.

Изобретение относится к производству пектина, а именно к способу его осаждения из экстракта.

Известен способ получения пектина путем экстракции его из сырья растительного происхождения, фильтрации и концентрации выжимки, осаждения пектина, его промывки и сушки (1. Методы контроля в пектиновом производстве. Нелина B. B. , Донченко Л.В., Карпович Н.С., Игнатьева Г.Н.: Киев,1992 г. - с. 45-49).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ получения пектина, включающий осаждение пектина с помощью электротока между алюминиевыми электродами (СССР, А.С. 465172, МКИ A 23 L 1/04, 1975 г. ). Осаждение пектина в данной работе из его водной вытяжки - концентрата проводят путем ее непрерывной подачи в электрополе, создаваемое пластинами из поливалентных металлов, в данном случае алюминия. Под действием электрического тока образуются хлопья гидроокиси алюминия, выпадающие в осадок, коллоидный раствор пектина при этом обезвоживается. Гидроокись приобретает в воде положительный заряд и адсорбирует, увлекая за собой взвешенные в воде отрицательно зараженные мицеллы, состоящие из молекул пектина, окруженных гидроксильными группами OH^-.

Недостатком данного способа является оседающий на дно пектино-алюминиевый коагулят, требующий получения чистого пектина дополнительной очистки его от алюминия.

Целью данного изобретения является исключение использования химикатов при осаждении пектина, в том числе этилового спирта.

Цель достигается тем, что для осаждения пектина из его водной вытяжки применяется вращающееся электрическое поле, в котором за счет центробежной силы при вращении мицелл происходит отрыв гидроксильных групп OH^-, нейтрализующий молекулы пектина и способствующий их осаждению.

Молекулы пектина представляют собой электрические диполи с определенными значениями моментов Р. Известно, что на диполь с моментом P в электрическом поле действует пара сил, которая стремится развернуть его вдоль направления вектора поля. Если молекулы, обладающие дипольными моментами поместить в пространство, в котором вектор электрического поля вращается, то молекулы также будут вращаться с частотой, равной частоте вращения поля.

Вращение электрического поля можно получить в объеме, заключенном между по крайней мере двумя конденсаторами (фиг. 1), расположенными перпендикулярно друг другу, на пластинах которых со временем по кругу меняется полярность подаваемого напряжения.

Необходимым условием протекания процесса нейтрализации молекул пектина при их вращении является выполнение требования, при котором центробежная сила, действующая на гидроксильные группы, была бы больше, чем сила электрического взаимодействия между гидроксильной группой и молекулой пектина: m_онω²R > eE_D (1) где m_OH - масса гидроксильной группы, m_OH = 17·10^-27 кг; ω - циклическая частота вращения электрического поля, ω = 2πν, где ν - частота вращения электрического поля, Гц; R - размер пектиновых мицелл, 10^-5-10^-6м; e - элементный заряд, e = 1,6·10^-19 кух; E_д - поле диполя, ,
где p = eL,
L - линейный размер молекулы, L ~10^-8 м.

Подставляя в неравенство (1) численные значения входящих величин, получаем диапазон частот ν>2 кГц.

Вторым необходимым условием протекания процесса осаждения является выполнение требования, при котором энергия электрического взаимодействия диполя с внешним полем больше, чем их тепловая энергия при заданной температуре раствора:
pE > kT (2),
где p - дипольный момент молекулы пектина, Кл х м;
E - напряженность электрического поля, В/м;
k - постоянная Больцмана, дж/K;
T - температура раствора, K.

Из условия (2) при температуре T = 300 K необходимая величина напряженности электрического поля должна, быть E>10⁴ В/м.

Зная размеры сосуда, содержащего пектиновый экстракт можно оценить значение величины напряжения, которое необходимо подавать на пластины конденсаторов. Например, при диаметре сосуда 0,25 м напряжение на конденсаторах должно быть 2,5 кВ.

Способ осуществляется следующим образом.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства, необходимого для проведения процесса осаждения. Сосуд (2) из изоляционного материала, содержащий пектиновый экстракт (3), помещают между пластинами конденсаторов (1). От генератора (4), содержащего систему переключения, обеспечивающую вращение напряженности электрического поля, на пластины конденсаторов подают импульсное напряжение необходимой величины.

Изменяя значение частоты вращения электрического поля и величину его напряжения, определяют оптимальные условия процесса осаждения пектина в зависимости от времени и энергетических потерь.

Величины необходимых напряжений и частот вполне достижимы и данный процесс осаждения может быть применен при производстве пектина в промышленных масштабах.

Преимущество данного способа в том, что он исключает применение каких-либо химикатов, не требует какой-либо последующей очистки пектина и является экологически чистым.

Формула изобретения

Способ получения пектина, включающий экстракцию из растительного сырья, фильтрацию и концентрацию вытяжки, осаждение ее, отличающийся тем, что для осаждения пектина из его водной вытяжки применяют вращающееся электрическое поле, в котором за счет центробежной силы происходит отрыв гидроксильных групп ОН^- от пектиновых мицелл, нейтрализующий молекулы пектина и способствующий их осаждению.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2