油莎豆水酶法耦合膜技术清洁生产工艺研究

发布时间：2020-08-20 15:53

【摘要】：油莎豆又叫虎莎果,原产非洲,多年生草本植物,适应性广,在我国20多个省区都有栽种,种植规模及产量逐年增加。油莎豆中富含油脂、淀粉、糖、蛋白质、纤维素等营养成分,其中,油脂的含量占20%~36%。油莎豆油中不饱和脂肪酸含量极高,以油酸和亚油酸为主,能提高人体免疫力和预防心血管等疾病,具有巨大的市场价值。传统压榨法提油会破坏油莎豆中其它营养成分,综合利用价值降低;溶剂法提油会造成溶剂残留,影响其功能,而且污染环境。本实验以油莎豆为原料,先进行预处理,再酶解、离心、破乳、精炼得到油莎豆油,最后将酶解离心液进行二级膜处理,从中回收油莎豆糖、蛋白多肽等有效成分,剩下的油莎豆渣可进行淀粉精制,在整个生产过程中来控制污染物的产生,实现清洁生产,符合循环经济的理念。本次实验最大的创新点在于采用改进之后的水酶法提取油莎豆油,即对油莎豆进行酸处理,主要目的是希望通过简单有效的方法尽量破除植物细胞壁,使油脂释放,提高其提油率的同时又不会破坏其它有效成分的性质,主要研究结论如下:(1)酸处理过程中采用单因素和正交实验对油莎豆油提取率进行研究,结果表明最适条件为:料液比为1:11、pH=4,温度为50℃,时间为5.0h。各因素影响大小顺序为:pH温度时间料液比。(2)对比果胶酶、酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、α—淀粉酶、纤维素酶等5种酶对油莎豆油提取率的影响,结果显示碱性蛋白酶效果最好。(3)在酶解过程中采用单因素和正交实验对油莎豆油提取率进行了研究,结果表明最适条件为:酶解时间为4h、酶解pH=10,酶用量为2.5%,酶解温度为55℃。各因素影响大小顺序为:酶解时间酶解pH酶用量酶解温度。用得到的最优工艺条件进行试验,提油率为86.27%。(4)破乳条件:在乳化层中加入水溶性盐,60℃搅拌2.0h,离心即可得到油莎豆毛油。精炼工序:水化脱胶、碱炼脱酸、活性炭脱色、冷却结晶脱蜡。(5)对酶解废液中的有效成分进行回收,通过试验确定了二级膜处理所选用的膜及其工作参数,最佳选用的膜为超滤膜I和纳滤膜II相结合。其中超滤膜I进口压力为0.24MPa,出口压力为0.16MPa,表面流速为4.0m/s,温度为35℃,浓缩倍数为17.42倍,平均通量为92.78L/(h·m~2)。油莎豆多糖的透过率为97.82%,固形物杂质去除率为26.85%,蛋白多肽的截留率为89.32%。纳滤膜II进口压力为1.50MPa,出口压力为1.20MPa,表面流速为4.0m/s,温度为40℃,浓缩倍数为10.20倍,平均通量为41.07L/(h·m~2),油莎豆多糖的截留率为100%。通过二级膜处理后,得到超滤膜I浓缩液油莎豆蛋白多肽的回收率为89.32%,纳滤膜II浓缩液油莎豆多糖的回收率为97.82%。(6)对比了水酶法、压榨法、溶剂法提油的经济效益,最后表明水酶法年税后利润最高,可达970万元,该项目可行。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TS224;X38
【图文】：

提油,溶剂,油莎豆

图 2.2 料液比对提油率的影响Fig 2.2 The effect of liquid ratio on oil extraction rate分析原因，料液比过低，即溶剂少，导致油莎豆粉不能充分扩，当料液比达到 1:13 时，油脂析出量已接近最大，再增加溶剂的析出，所以提油率趋于平缓，而且溶剂量大，对最后溶剂中

提油,油莎豆,胶体磨,酸处理

图 2.3 pH 对提油率的影响Fig 2.3 The effect of pH on oil extraction rate处理温度对油莎豆提油率的影响胶体磨的油莎豆溶液，在酸处理料液比 1：9、pH=4、时间 4.0h

提油,油莎豆,胶体磨,酸处理

图 2.4 温度对提油率的影响Fig 2.4 The effect of temperature on oil extraction rate处理时间对油莎豆提油率的影响胶体磨的油莎豆溶液，在酸处理料液比 1：9、pH=4、温度 40℃

【参考文献】