膜過(guò)濾濃縮工藝之天然色素提取

木糖是木聚糖的一個(gè)組分，木聚糖廣泛存在于植物中，目前我們國家木糖提取原料主要有玉米芯和甘蔗渣?，F有的木糖生產(chǎn)工藝主要為酸水解玉米芯制木糖，但得到的水解液木糖濃度低，現有工藝中主要通過(guò)蒸汽濃縮的方式完成木糖離交液的濃縮。但這種方式往往需消耗大量的蒸汽，造成高能耗，增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)，濃縮周期也比較長(cháng)，生產(chǎn)效率低下，隨著(zhù)膜分離技術(shù)的發(fā)展，膜分離技術(shù)結合傳統蒸汽濃縮技術(shù)可以有效的減少蒸汽的消耗，降低能耗，節約生產(chǎn)成本。而膜濃縮出來(lái)的水，顏色趨于無(wú)色潔凈，可回用于前端酸解工序，節省生產(chǎn)用水，降低廢水排放量。

　　木糖生產(chǎn)工藝流程

　　在天然色素提取過(guò)程中，經(jīng)過(guò)離心、精濾等方式處理，后期結合單效、多效濃縮、減壓真空濃縮等方式，對提取液進(jìn)行濃縮和除雜，以獲得我們需要的有效成分。在生產(chǎn)工藝中往往用到很多的過(guò)濾方式，常用的精濾、板框等死端過(guò)濾，由于提取液中含有大量的溶解性大分子雜質(zhì)，如：大分子蛋白、鞣質(zhì)、多糖等，傳統過(guò)濾方法只能實(shí)現提取液的暫時(shí)澄清，久置過(guò)程中，這些溶解性雜質(zhì)仍然會(huì )析出產(chǎn)生沉淀，導致成品出現分層、返渾等現象，極大的影響了產(chǎn)品品質(zhì)。

　　天然色素提取傳統工藝劣勢

　　1、濃縮過(guò)程沒(méi)有除雜、提高產(chǎn)品純度的優(yōu)勢。

　　2、統工藝，人工勞動(dòng)強大，增加了大量的人工成本。

　　3、濾除雜精度低，效果不穩定，產(chǎn)品品質(zhì)差，貨架期短。

　　4、備自動(dòng)化程度低，操作繁瑣，容易出現污染。

　　5、材使用量大，生產(chǎn)成本高。

　　6、素久置出現分層、返渾等現象。

　　天然色素提取膜過(guò)濾濃縮工藝過(guò)程

　　提取液通過(guò)預處理去除部分固性雜質(zhì)(常用過(guò)濾方式有板框過(guò)濾/離心等)，然后經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾，去除前工序中溶解的蛋白、鞣質(zhì)、大分子多糖等雜質(zhì)，徹底實(shí)現料液的澄清，澄清后的料液進(jìn)入膜濃縮系統，濃縮膜截留色素，使小分子的無(wú)機鹽、水分及其他雜質(zhì)，實(shí)現濃縮脫水以及除雜質(zhì)的雙重目的。

　　天然色素提取膜過(guò)濾濃縮工藝

　　天然色素提取液→離心/板框→超濾膜除雜→膜濃縮→后續工藝

　　天然色素提取膜過(guò)濾濃縮工藝優(yōu)勢

　　1、濾精度高，徹底去除溶液中的大分子蛋白、鞣質(zhì)、淀粉、植物纖維等，提高提取液的澄清度，避免成品久置產(chǎn)生沉淀，延長(cháng)貨架期，提高產(chǎn)品澄明度。

　　2、用壽命長(cháng)，運行成本低。

　　3、生清洗容易，維護成本低。

　　4、濃縮的成本只有熱濃縮的1/5左右，極大的節省了企業(yè)的成本。

　　5、過(guò)篩分過(guò)濾使提取液中分子質(zhì)量更為集中，久置不會(huì )出現分層。

　　6、縮的同時(shí)，脫除小分子雜質(zhì)及無(wú)機鹽，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

　　天然色素提取膜過(guò)濾濃縮應用領(lǐng)域

　　1、菜紅膜提取濃縮

　　2、曲紅膜提取濃縮

　　3、子黃膜提取濃縮

　　4、卜紅膜提取濃縮

　　5、黃膜提取濃縮

　　6、色素膜提取濃縮

　　在水解液凈化過(guò)程中，采取了一次中和一次離子交換工藝，在這個(gè)工藝的基礎上，又加了一次氫化液離子交換，就變成了一次中和脫酸二次交換工藝，都屬于中和脫酸工藝。我們知道，在木糖醇生產(chǎn)過(guò)程中，玉米芯首先要水解生產(chǎn)水解液，水解時(shí)要加催化劑—硫酸，而水解后，硫酸就存在于水解液中，但在生產(chǎn)過(guò)程中，這部分硫酸必須除去，顧名思義中和脫酸工藝就是用中和的方法將酸除去，中和劑通常用碳酸鈣。硫酸被碳酸鈣中和成石膏—硫酸鈣，硫酸鈣在水中的溶解度很小，絕大部分石膏都成為沉淀經(jīng)過(guò)濾除去。

　　木糖生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)

　　木糖生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，酸堿消耗低，可降低成本，設備也比較簡(jiǎn)單，易操作，投資少。但由于它是初始工藝，必然有不足之處，它的缺點(diǎn)主要來(lái)至工藝本身，眾所周知，石膏雖然在水中的溶解度小，也不是絕對不溶解，在進(jìn)入下個(gè)濃縮工序時(shí)，隨著(zhù)水解液變濃，石膏在水解液中濃度也變大，呈過(guò)飽和狀態(tài)，此時(shí)就有一部分石膏又沉淀出來(lái)，沉積在蒸發(fā)器的管壁上，形成隔熱層，降低蒸發(fā)效力，浪費蒸汽，降低設備利用率。 由于，這層結垢很難除去，特別是很難用化學(xué)方法除去，不得不用機械法清除結垢，不但麻煩，而且勞動(dòng)強度很大，對設備也有不同程度的損傷，降低設備的使用壽命。

　　膜法濃縮木糖一次離交液工藝過(guò)程

　　木糖水解液→石灰沉淀→活性炭脫色→壓濾→一次離子交換→膜濃縮→一次蒸發(fā)濃縮→二次活性炭脫色→二次離子交換→二次蒸發(fā)濃縮→三次蒸發(fā)濃縮→結晶→離心分離→烘干→包裝→成品

　　膜工藝濃縮技術(shù)優(yōu)勢

　　1、濃縮膜可以有效的截留木糖等有效成分而透出水，達到濃縮的目的。

　　2、濃縮透過(guò)水澄清透亮，可以用于提取回用，節約水資源，減少污水排放。

　　3、膜濃縮是一種低溫濃縮，不需要額外的加熱，因此，膜濃縮可以節省大量的蒸汽，降低能源消耗，降低生產(chǎn)成本。

　　4、膜濃縮過(guò)程也會(huì )產(chǎn)生一定的熱量，濃縮同時(shí)可使木糖離交液的溫度升高，可降低下一步濃縮升溫所帶來(lái)的蒸汽消耗。

　　5、膜工藝過(guò)程無(wú)污染物排放，減輕了廢水排放的壓力，減少廢水處理的投資。

　　6、自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便，在線(xiàn)清洗，降低勞動(dòng)強度。

　　7、膜元件有完善的操作、清洗、保養說(shuō)明和方法，使用壽命長(cháng)、降低膜的消耗成本。