Способ получения пектина

 

Описывается способ получения пектина, включающий гидролиз растительного сырья соляной кислотой и экстракцию пектиновых веществ из растительного сырья, причем процессы гидролиза и экстракции проводят с применением полигармонического вибрационного воздействия в диапазоне частот 15-50 Гц. Способ упрощает технологию процесса и приводит к более полному отделению пектина, время экстракции снижается до 25 мин. 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, может быть использовано для получения пектина из свекловичного жома (отхода сахарного производства).

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).

Недостатком этого способа является низкая скорость процессов гидролиза-экстракции и недостаточная степень извлечения целевого продукта из сырья.

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).

Недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления и значительная энергоемкость, что обусловлено наличием быстровращающихся частей, большими потерями на трение и низким КПД устройства.

Задача изобретения - упрощение конструкции и снижение энергозатрат.

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.

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.

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".

Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи изобретения - упрощение конструкции и снижение энергозатрат.

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.

В качестве растительного сырья можно использовать отходы отраслей пищевой промышленности: свекловичный жом, кожуру цитрусовых, яблочные и виноградные выжимки и т.п.

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).

Пример. В качестве исходного сырья используют свекловичный жом (влажность 50%), являющийся отходом свеклосахарного производства.

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.

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.

Экстракция - переход искомого вещества (пектиновых веществ) из твердой фазы (свекловичный жом) в жидкую фазу (в воду) под действием градиента концентрации.

Реактор оборудован виброприводом и водяной рубашкой для поддержания необходимой температуры смеси.

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).

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%.

В таблице приведены сравнительные данные получения пектина.

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.

Формула изобретения

Способ получения пектина, включающий гидролиз растительного сырья соляной кислотой и экстракцию пектиновых веществ из растительного сырья, отличающийся тем, что процессы гидролиза и экстракции проводят с применением полигармонического вибрационного воздействия в диапазоне частот 15-50 Гц.

РИСУНКИ

Рисунок 1