用于果胶提取物的陶瓷膜

果胶是从柑橘类水果和苹果渣中提取的聚合物多糖。它广泛用于食品工业，主要用作胶凝剂，增稠剂，乳化剂和稳定剂。所有地上植物均含有果胶，果胶与纤维素共同维持植物的结构。果胶是一种复杂的高分子聚合物。该分子包含半乳糖，鼠李糖，阿拉伯糖，葡萄糖，木糖，甘露糖等。一些果胶还含有少量乙酰基，但基本结构是半乳糖醛酸，由ot-1,4-聚合形成的聚半乳糖醛酸J。糖苷键，用于生产商业果胶的原料主要来自柠檬，柑橘和苹果，以及葵花籽和甜菜。榨汁后，将残留物送到果胶生产厂生产果胶。果胶的传统生产工艺是用低pH值的热水抽提，分离后浓缩残留的液体，然后用酒精沉淀，最后干燥并粉碎，得到成品果胶。浓缩一般采用真空浓缩或连续真空浓缩J。该工艺能耗高，操作复杂，不能降低果胶提取物中的糖分和低分子杂质，不能提高果胶的质量。近年来，国外在果胶生产中应用了超滤浓缩等新技术。与真空浓缩相比，膜分离浓缩技术能耗低（液体无相变），操作过程简单，选择性好，可去除。果胶提取物中的糖和低聚物，从而提高了果胶的质量，不加热也不损害果胶的质量，该设备易于维护且简单。目前使用的分离膜是聚合物膜（有机膜）和无机膜。与有机膜相比，无机膜具有以下特点：热稳定性好，使用温度高，化学稳定性好，pH值范围广，抗微生物能力强，不与微生物相互作用，机械强度大，清洁性好状态，易于再生和清洁，孔径分布窄，分离性能好等优点。无机膜除了去除果胶提取物中的大部分水分外，还可以去除果胶提取物中的大部分杂质，例如糖和低聚物。 。不仅可以浓缩提取物，而且可以将提取物浓缩，可以提高最终果胶的质量。在这项研究中，国产陶瓷膜用于果胶提取物的浓缩实验，重点研究各种操作参数对浓缩过程的影响，并将膜浓缩果胶与真空浓缩果胶进行比较以生产果胶。结合膜分离技术在工业上的应用，为膜技术在果胶浓缩中的应用提供参考。 1材料与方法1.1材料与设备果胶浸出液（车间浸出区生产），陶瓷膜实验机（国家海洋局杭州海洋水处理技术研究开发中心提供），合肥世杰膜工程有限公司提供，Ltd.），19通道4多通道膜管，长500n'ifn。实验装置和过程如图1所示，过滤面积为0.22m。 1.2操作方法：将果胶提取液在车间进行精密过滤后，再测量真空浓度。确定过滤压力，温度，主液流量，果胶pH值和陶瓷膜渗透液流量之间的关系，并获得合适的操作条件，并根据适当的操作条件，使用实验装置的膜浓度然后，将所得浓缩物和车间真空浓缩物同时沉淀，洗涤并用酒精真空干燥。根据轻工业部的工业标准QB2484-2000（食品添加剂-果胶）对成品进行分析。2结果与讨论2.1操作压力对浓缩液的影响在工艺上操作压力对浓缩过程的影响如图2所示。从图2可以看出，当操作压力小于0.25MPa时，渗透流量随操作压力的增加而增加，当压力超过0.25 MPa时，渗透物的流量随压力的增加而减少。这是因为过滤驱动力的增加加速了浓差极化，从而增加了过滤阻力并减少了渗透物的流量。因此，实验中的工作压力选择为0.25 MPa左右。 2.2回流液流量对浓缩过程的影响回流液流量对浓缩过程的影响如图3所示。从图3可以看出，回流率越大，膜表面速度越高，渗透物就越大。流量。但是，回流流量越大，循环泵所需的功率就越大。综合考虑，在实验中选择回流液的流量为60L / min。 2.3进料温度对浓缩过程的影响温度越高，溶液的粘度越低，传质扩散系数越大，膜浓度的极化层越薄，过滤度越高速率，膜的渗透通量越大。但果胶作为高分子有机物，其耐热性有限，长期高温会引起果胶本身结构的破坏，从而影响果胶产品的质量，因此在实验中选择进料液温度为优选为50-70℃。2.4进料液体的pH值对浓缩过程的影响进料pH值对浓缩过程的影响示于图4。如图4所示，进料pH值越高，过滤速率越高，渗透通量越大，但是果胶在2.5-4.5的pH值下是稳定的。当pH值＞ 4.5时，将发生不稳定性，并且半乳糖醛酸的主链将解聚。在实验中，进料液体的pH值约为3.5。 3两种浓缩方法制得的果胶的质量比较结果示于表1。从表1可以看出：由于大部分糖，色素和低分子杂质已经被去除，果胶最终产品被陶瓷膜浓缩。去除后，其灰分，总半乳糖醛酸，胶凝度和透光率等指标均比真空浓缩产品好得多。 4结论4.1用陶瓷膜浓缩果胶提取物是可行的。陶瓷膜作为无机膜材料，具有通量大，使用温度高，易于清洗的优点。通过使用陶瓷膜浓缩糖，色素和低分子杂质，可以降低果胶提取物的浓度，大大提高了果胶的质量。 4.2用陶瓷膜浓缩果胶提取液的适宜操作参数为：操作压力为0.25MPa，回流液流速为60L / min，进料液温度为50-70℃，进料液pH值为3.5。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器