способ получения пектина и пектиносодержащих веществ из свекловичного жома

Формула изобретения

1. Способ получения пектина и пектиносодержащих веществ из свекловичного жома, включающий заготовку жома, гидролиз, экстрагирование и выделение из экстрактов пектинов, отличающийся тем, что свекловичный жом отмывают водой, отжимают и высушивают при t 120^oС, затем сухой жом измельчают в муку, которую заготавливают для дальнейшей переработки, после завершения сезона сахароварения проводят экстракцию заготовленной муки горячим раствором сернистой кислоты при pH 3, полученный экстракт очищают, упаривают и сушат в распыленном состоянии, получая пектиновый порошок, причем проэкстрагированный жом подвергают дополнительной экстракции горячим раствором щелочи при pH 8 - 10 и экстракт выдерживают при pH > 12 в течение 1 - 5 ч, очищают и обрабатывают кислотой и паром до достижения pH 6,5 и температуры 70 - 100^oС, после чего сепарируют выпавший осадок и сушат его в распыленном состоянии, получая порошок пектиновых кислот, а растительный остаток отмывают, отжимают, сушат и измельчают, получая свекловичные пищевые вещества.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок пектиновых кислот весь или его часть обрабатывают концентрированным раствором аммиака, после чего высушивают, получая порошок аммонийных солей пектиновых кислот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к производству из растительного материала (свекловичного жома) пектина и пектиносодержащих веществ, которые могут быть использованы в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известны способы получения пектина из растительного сырья путем его гидролиза и экстракции с последующим выделением пектина из раствора при помощи водорастворимых органических растворителей спиртов или ацетона (см. книгу В. Н. Голубев, Н. П. Шелухина. Пектин: Химия, технология применения, М. Российская академия технологических наук, институт экологии человека, 1995, с. 200 - 203).

Наиболее близким к предложенному является способ получения пектина из свекловичного жома (см. книгу Л.В. Донченко, Н.С. Карпович, Е.Г. Симхович "Производство пектина", под редакцией Н.С. Карповича, - Кишинев, 1994). Этим способом перерабатывают жом, прошедший высокотемпературную сушку топочными газами при температуре более 500^oC.

Способ включает гидролиз протопектиновой фракции и экстрагирование свекловичного пектина из свекловичной ткани, которое проводят при концентрации соляной кислоты 1 - 1,5%, гидромодуле процесса 1 : (15 - 16), температуре гидролиза смеси 75 - 76^oC в течение 2-х ч. После этого пектиновый экстракт сфильтровывают в промежуточный отстойник, где охлаждают. Прогидролизированный жом заливают водой при температуре 65 - 70^oC и выдерживают в течение 40 мин. Полученный вторичный экстракт присоединяют к основному экстракту. Прогидролизированный жом опресняют аммиачной водой и направляют на корм скоту. Осаждение пектина ведут хлористым алюминием при pH 6 - 6,5. Нейтрализацию пектинового экстракта осуществляют 25% раствором гидроокиси аммония. Пектиновый коагулят отжимают в дренажных "клетях" и в гидравлических пакетных прессах, измельчают на молотковой дробилке и направляют на очистку.

Пектин очищают путем многократной промывки подкисленным этиловым спиртом, завершая процесс промывкой чистым спиртом крепостью 70%. Затем пектин отделяют от спирта и высушивают в вакуум-сушилках.

Прототип имеет следующие недостатки:

- высокотемпературная обработка жома снижает качество получаемого пектина;

- ввиду того, что извлекается только водорастворимая часть пектина, степень утилизации жома составляет не более 15%;

- применение токсичных реагентов - хлористого алюминия, вызывает необходимость многоступенчатой очистки, снижает качество продукции и санитарно-гигиенические условия труда;

- расходуется большое количество спирта, что вызывает необходимость в его регенерации, дополнительные энергозатраты и пожароопасно.

Перечисленные недостатки привели в настоящее время к остановке производства по этому способу.

Целью изобретения является существенное увеличение степени утилизации ценного растительного материала (свекловичного жома) путем углубленной комплексной переработки его с получением набора ценных продуктов, а также повышение качества этих продуктов и снижение их стоимости. Кроме того, применение способа позволит уменьшить сезонность работы сахарных заводов.

Эта цель достигается тем, что заготовленный свекловичный жом отмывают водой, отжимают и высушивают при температуре 120^oC. Затем сухой жом измельчают в муку, которую заготавливают для дальнейшей переработки. Экстракцию заготовленной муки проводят горячим раствором сернистой кислоты при pH 3. После этого экстракт очищают, упаривают и сушат в распыленном состоянии, получая пектиновый порошок. Проэкстрагированный жом подвергают дополнительной экстракции горячим раствором щелочи при pH 8 - 10 и экстракт выдерживают при pH > 12 в течение 1 - 5 ч, очищают и затем обрабатывают кислотой и паром до pH 6,5 и температуры 70 - 100^oC. Выпавший осадок сепарируют и сушат в распыленном состоянии, получая порошок пектиновых кислот. Растительный остаток отмывают, отжимают, сушат и измельчают, получая пектиновые волокна.

Кроме того, часть осадка пектиновых кислот обрабатывают концентрированным раствором аммиака, после чего высушивают, получая порошок аммонийных солей пектиновых кислот.

Технический результат изобретения состоит в том, что при умеренных дополнительных затратах, используя существующее оборудование, можно получить продукт - свекловичную муку, которую затем можно во внесезонный период практически полностью переработать, получив набор ценных веществ: пектин, пектиновые кислоты и пищевые волокна.

На фиг.1 изображена технологическая схема получения пектина и пектиносодержащих веществ из свекловичного жома по предложенному способу.

Схема включает последовательно соединенные смеситель 1, пресс 2, сушилку 3, мельницу 4, экстрактор 5, центрифугу 6, экстрактор 7, центрифугу 8, фильтр-пресс 9, смеситель 10, сепаратор 11, смеситель 12, сепаратор 13 и распылительную сушилку 14.

К центрифуге 6 подсоединен участок, состоящий из фильтр-пресса 15, вакуум-выпарного аппарата 16 и распылительной сушилки 17. На выходе из мельницы 4 установлено хранилище 18 для свекловичной муки.

Пример. В сезон сахароварения в смеситель 1 загружали из диффузора заготовленный свекловичный жом и подавали воду для его промывки в течение 10 мин. Воду отделяли от жома в прессе 2, а жом высушивали в сушилке 3 и измельчали в муку в мельнице 4. Муку заготавливали в хранилище 18.

После окончания сезона сахароварения, свекловичную муку из хранилища 18 загружали в экстрактор 5, куда подавали раствор сернистой кислоты, доводя pH в аппарате до величины 3. При этих условиях муку обрабатывали в течение одного часа, проводя гидролиз и экстрагирование пектинов. Полученный экстракт отделяли от осадка в центрифуге 6 и направляли в фильтр-пресс 15, где его тщательно очищали.

Затем экстракт направляли в вакуумный выпарной аппарат 16 и упаривали до концентрации сухих веществ 10%. После этого пектиновый порошок высушивали в распыленном состоянии в сушилке 17.

Свекловичный осадок от центрифуги 6 подавали в экстрактор 7 и обрабатывали раствором щелочи (NaOH) при pH 7,5 - 10,0 в течение 2 ч. Полученный экстракт отделяли от осадка в центрифуге 8, очищали в фильтр-прессе 9 и направляли в смеситель 10, куда подавали щелочь - едкий натр, pH доводили до величины выше 12 и выдерживали в таком состоянии в течение 1 - 5 ч.

Затем в смеситель 10 подавали пар и сернистую кислоту, обеспечивая pH < 6,5 и температуру 70 - 90^oC. При этом выпадал осадок пектиновых кислот, которые отделяли от жидкости в сепараторе 11, промывали водой в смесителе 12 и снова отделяли от нее в сепараторе 13, а затем высушивали в распылительной сушилке 14, получая порошок пектиновых кислот, обладающий высокой комплексообразующей способностью.

Часть порошка пектиновых кислот обрабатывали аммиаком в присутствии спирта, высушивали и измельчали полученную массу. Получали аммонийные соли пектиновых кислот.

Растительный остаток из центрифуги 8 возвращали в смеситель 1, пресс 2, сушилку 3 и мельницу 4, получая свекловичные пищевые волокна по технологии, аналогичной технологии получения свекловичной муки в сезон сахароварения.

Результаты опытов приведены в таблице.

Из примеров видно, что из свекловичного жома по предлагаемому способу можно получать пектиновый порошок с высоким содержанием пектина, а также пектиновые кислоты и свекловичные пищевые волокна, достигая глубокой степени утилизации жома.