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          CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

          作者:管理員    發布時間:2016/6/16 10:41:48

          CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

              食品工業中的天然植物提取行業,是目前具有長遠發展前景的產業之一天然植物提取物可作為保健食品、化妝品、藥品等的原料或輔料,用途十分廣泛,已經進人工業化生產的就有數百種,目前正得到國際食品界、醫藥界的極大關注.

              膜分離技術是一種新型高效的分離技術,它是多學科交叉的前沿產物,其具有高效、節能、安全環保、常溫無相變、無二次污染、操作簡便、分子級分離、環境溫和、易于工業化生產、易于自動化控制以及易與其他工藝相結合等優點,能經濟、高效地替代傳統的板框壓濾、燭式過濾、絮凝、樹脂分離、溶媒萃取、蒸發濃縮、重結晶等多種工藝方法.

          本文就膜分離技術在天然桅子黃色素提取以及葛根素分離純化兩個方面的應用作一些簡單的介紹希望該技術在天然植物(藥物)提取領域的應用能夠進人一個全新的發展階段.

          1膜分離技術在天然植物提取行業中的應用

          1.1植物提取行業存在的問題

              近年來,隨著國際上天然植物藥和天然食品添加劑市場份額的增加,國內的植提行業已經進人了一個快速的發展階段.但是目前仍有一部分植提企業主要還是依靠出口粗品或中間體,產品的后續精制還是由歐美等一些經濟較為發達的國家來完成,因此企業的發展空間和利潤空間相對來說就比較小,在國際市場的競爭中明顯處于劣勢如何使我國的植物提取產業在國際競爭中立于不敗之地,目前急需解決的問題就是:采用先進的技術和工藝裝備來提高產品的品質,降低綜合成本.CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

              天然植物提取一般是采用某種分離技術將其中的一種或者多種有效成分分離提取出來,有效成分的品質與所采用的分離方法密切相關.我們知道,夭然植物提取液都存在著澄清過濾、分離純化以及濃縮過程,目前植物提取行業大體采用的工藝路線為:

           

           

          以上工藝的關鍵點是B,C,D 3個工段.目前,我國植物提取行業采用的多數是板框壓濾、樹脂分離、溶劑萃取、重結晶、熱濃縮等傳統工藝,這些工藝主要存在著以下不足:澄清過濾無法解決提取液的“后渾濁”問題;分離純化所得到的產品純度較低;樹脂吸附有效成分,需消耗大量有機溶媒,操作難度大,樹脂再生又產生酸、堿廢水,且普遍存在潛在的食品安全問題;濃縮工藝能耗高,對于熱敏性物質可能會產生品質上的破壞.

          1.2如何解決中國植提企業發展過程中存在的問題

              從整個植物提取行業出發,我們當前的首要任務就是將整個植提行業的科技含量提高,不斷提升產品檔次,增強國際競爭力.將先進的分離技術及其成套設備應用于植物提取領域,實現工藝過程集成化,降低綜合生產成本,這是企業在生存、發展和競爭中立于不敗之地的關鍵之所在.CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

              針對以上傳統工藝中的不足,合肥世杰膜公司開發出具有很強針對性、經濟性和創新性的膜法新工藝.新工藝將對傳統工藝的不足逐一優化,改進后的新工藝將B,C,D 3個工段全部采用膜法處理,實現澄清過濾、分離純化以及濃縮多個工段的集成化處理,真正實現傳統工藝的升級改造,此外,新工藝將為企業提高產品品質,簡化工藝路線,降低生產成本,提高效率,提供一個經濟、環保并切實有效的技術平臺.

          新工藝的技術優勢具體表現為:(1)能有效去除植提液中的大分子蛋白、果膠等物質,解決“冷后渾”現象,提高品質;(2)可取代部分產品的“醇沉”工藝,解決了由于有機溶劑參與生產過程所產生的一系列問題〔生產的安全、廠房及設備的防爆、溶媒的殘留等);(3)可針對不同的有效成分以及不同的物料特性參數,選擇不同截留分子量、構型和性能特點的膜元件,實現提取液的精制提純;(4)實現了常溫下的濃縮,一方面將避免熱對植物提取物中的熱敏性有效成分的破壞,另一方面將節約大量能耗,降低生產成本

          1.3膜分離技術在植提行業中應用的范圍

              一般植物提取物按照功能用途可以分為藥用植物提取物和食品功能提取物.具體包括的品種有:茶葉、羅漢果、蘆薈、絞股藍、葛根、葡萄(/)、甘草、構祀、柳皮、黃桅子、覽菜紅、石榴、紅景天、黃姜、貫葉連翹、銀杏、山碴、權實、越橘、積雪草、刺五加、人參、當歸、淫羊蕾等,目前發展方向趨向于往功能性方向發展,

          膜分離技術以其自身顯著的優勢而擁有了廣泛、靈活的通用性,合肥世杰膜公司開發出的多條應用于天然植()物提取領域的膜法集成新工藝,均已獲得了工業化應用,現在,國內有很多專業從事植()物的提取企業都在使用我們的膜分離工藝,這些企業生產的產品95%以上都是用于出口,并均獲得了很好的經濟效益和社會影響力.CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

          2膜分離技術應用于天然桅子黃色素的提取

          2.1天然桅子黃色素

              天然色素是從天然原料(主要是天然植物原料)中提取出來的產品.隨著食品工業的發展以及對人們合成色素可能毒害性的認識,社會對安全、無毒、無副作用的天然色素甚至是有營養的天然色素越來越關注和合成色素相比,天然色素已成為國際色素市場的主流.

          黃桅子成熟的果實內所含的天然桅子黃色素,是一種應用廣泛的天然食用色素.利用黃桅子為主要原料采用先進的分離提取技術,可從天然黃桅子中提取色素,用于食品和物件染色.桅子黃色素對淀粉、蛋白質等具有優良的染色能力,具有著色力強、色澤鮮艷、色調自然柔和、耐光、耐熱、穩定性好、溶解性強、無沉淀、無異味、無毒副作用、安全性能高等優點.黃桅子及深加工產品(色膏、色素)用途廣泛,是中草藥、食品、飲料工業等眾多領域不可缺少的多功能的綠色原料,是目前國際上流行的天然食品添加劑,因此國內外對桅子黃色素的需求量逐步增長,市場前景非常廣闊.

          2.2膜法提取天然桅子黃色素的集成工藝

          2.2.1傳統工藝

          我國的天然色素(如桅子黃色素)的提取多采用水提醇沉、樹脂吸附、蒸發濃縮、重結晶等工藝,這些傳統工藝存在很多不足之處需要改進,如:得到的料液純凈度不夠、有效成分損失較多、有機溶劑用量大、溶劑殘留、產品有異味、品質不穩定、系統能耗高、生產周期長、綜合成本高、污染較嚴重、過程復雜以及勞動強度大等,其中一些不足已成為天然色素行業生存和發展的瓶頸.

          2.2.2膜法新工藝路線及其優勢

              與傳統工藝方法相比,膜法具有顯著的優越性:膜法無相變、能耗低、操作環境溫和、純物理的分離過程,操作、維護簡便、不會破壞植物提取液中具有熱敏性的有效成分、所得產品品質穩定等

              在國內,合肥某公司率先成功開發出首條應用在天然色素領域(桅子黃色素)的新型膜法集成工藝系統,該集成工藝系統已經得到成功的推廣與工業化應用.其具體工藝路線為:

           

           

           

           

          該條膜法集成新工藝,具體優勢在于:(1)采用了SJMUF109(3540,0.81.15MPa,膜面流速3.8--4.0 m/s)對桅子黃色素浸取液進行了精制處理,能有效去除浸取液中大分子的果膠等物質,得到高澄清度和穩定性的浸提液;(2)采用了SJMFL362(2832℃,1 .651. 8 MPa,膜面流速4.6~5.0 m/s)進行分離純化,相比傳統工藝,得到的桅子黃色素OD值和產品色價兩項技術指標均符合目前國際市場上的通行標準,且產品的收率在原有的基礎上提高了15%~20%; (3)采用SJMNS217(2535,1.82.3 MPa,膜而流速4.2~4.4 m/s),實現了常溫狀態下的濃縮,避免了過長的熱濃縮過程對色素的破壞;(4)全套“膜法水提”工藝不需介入任何有機溶劑,保持了天然色素的原味,并降低了后續工段的操作難度,更重要的是降低了對配套設備及生產條件的等級要求(如泵、配套設備、廠房的防爆設計要求等),避免了生產過程中的不安全隱患,顯著降低工藝設備和廠房的投資*(S)新工藝過程沒有任何二次污染物和溶劑殘留,省去了傳統的樹脂吸附,不僅降低了成本,更解決了潛在的食品安全問題,避免了樹脂再生過程中廢水排放以及相關的環保問題;(6)避免了乙醇回收和蒸發濃縮等步驟,工藝路線大大簡化,操作環境得到顯著改善,綜合生產成本降低約35.2%;(7)合肥世杰膜公司膜法集成工藝在天然色素(桅子黃色素)生產中的應用可有效解決傳統工藝生產的產品品質上的缺陷,成為提高天然色素產品品質和附加值的有效技術手段.CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

          3膜分離技術應用于葛根素的分離純化

          3.1葛根素

          葛根素是葛根異黃酮的主要有效成分之一,約占葛根異黃酮總量的50%.〔葛根異黃酮是一種毒性極低,安全有效的藥物,在臨床上主要用于心腦血管方面的疾病治療.)葛根素是近年來國際市場暢銷產品,其藥理作用顯著,是生產用于治療心腦血管疾病的藥品及保健品的重要原料藥,市場應用前景非常廣闊我國葛根資源豐富,研究開發從葛根中分離純化得到高純度葛根素的優化工藝,不僅有利于充分合理地利用葛根資源,通過藥材深加工增加產品附加值,使藥材加工企業和藥農增收,而且對于推進中藥現代化,使中醫藥產品走向世界具有十分重要的意義.

          3.2傳統的葛根素分離純化技術

          傳統工藝中,葛根素的分離純化存在著提取效率低、生產成本高、有機溶劑殘留以及工藝過程操作復雜、難度大等諸多問題.這些傳統方法存在的不足足以影響了葛根素產品的品質和成本,削弱了該產品在市場上的競爭力.采用膜分離技術分離純化葛根素,可解決現有傳統工藝不足,提高產品品質和收率,生產出符合國際市場需求的產品.

          3.3膜分離技術分離葛根素的集成工藝

              膜法集成工藝路線為:

           

           

              從以上葛根素的膜法生產工藝可以看出,新型膜分離技術的應用,使得整個分離純化過程均實現了水相,無有機溶劑參與,真正做到了綠色、安全、無污染,

              某公司的全膜法新工藝主要技術及工藝優勢體現在:

          (1)SJMUF2605(40一45,0.50. 8 MPa)對葛根素水取液進行精制,葛根素沒有因被膜截留而產生損失,與此同時大分子的蛋白、多糖、淀粉、色素等被有效去除;(2)采用SJMFL0187(3035,1.31.75 MPa)分離純化葛根素,能獲得高純度的葛根素產品,與傳統葛根素純化方法相比,膜法不僅大大簡化工藝路線,并且葛根素的產品純度也從60%提高到了89 % ,葛根素的產品收率提高約10%;(3)采用SJMNS441濃縮膜(2535℃,1.82. 6 MPa)對葛根素溶液進行常溫濃縮,可節約大量能耗,葛根素溶液的濃縮倍數可達到2530倍,濃縮的透過清液經HPLC檢鍘,沒有葛根素殘留;(4)整個工藝過程杜絕了有機溶劑的參與,無溶劑殘留,降低了生產成本及配套設備要求,改善了操作環境;(5)由于本工藝采用了水相,葛根素的溶解度發生了變化,通過膜法新工藝,結合重結晶技術所得到的葛根素原料液純度>97.2%,符合2005年《中華人民共和國藥典》中葛根素針劑對葛根素原料液純度大于97%的要求.

          4結語與展望CWL-M離心萃取機膜分離技術在天然植物提取中的應用

              在我國廣西、湖南、安徽、陜西、四川、云南等地區,擁有著豐富的自然資源優勢,部分植物品種屬于世界性原料的產地,其他地區也具備一定的資源優勢.大力發展天然植()物提取行業,利用自身資源優勢發展地區及國家經濟將會產生顯著的經濟效益和社會效益.先進的膜分離技術作為新興的化工分離單元,其具有能耗低、無污染、無農殘、綠色、安全等綜合優勢必將使得該技術成為現代食品工業中極具發展潛力的高新分離技術今天的中國,已經有相當一部分企業在將膜分離技術應用于天然植物提取領域,

              隨著我國經濟實力和綜合素質的不斷提高,制膜技術《原料、性能、結構等)和膜集成工藝的不斷優化以及人們對于膜分離技術認識的不斷提升,我們有理由相信,先進的膜分離技術在天然植物提取行業中的應用必將越來越廣泛和深人.

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