一种利用旋转陶瓷膜处理糖渍姜废糖液的方法 |
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| 申请号 | CN202311312702.9 | 申请日 | 2023-10-11 | 公开(公告)号 | CN117530381A | 公开(公告)日 | 2024-02-09 |
| 申请人 | 中华全国供销合作总社济南果品研究所; | 发明人 | 李根; 马寅斐; 初乐; 赵岩; 丁辰; 李学震; 师恩娟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 食品加工 技术领域，具体涉及一种利用旋转陶瓷膜处理糖渍姜废糖液的方法。本发明将旋转陶瓷膜应用于糖渍姜废糖液的处理中，并在旋转陶瓷膜处理之前先对废糖液进行预处理，其处理方法，包括以下步骤：（1）预处理：加热废糖液；（2）旋转膜处理：膜孔径为30‑80nm，膜片数为5‑20片，膜面积0.2m2，压 力 为1.5‑2.5bar；（3）收集处理后的浓缩液和糖液。本发明的处理方法无需其它酶解或稀释工艺的辅助，整个工艺过程简单方便，更适于工业规模化使用；同时，使用本发明的处理方法得到的浓缩液含有姜香气、蛋白、多酚的有效成分富集，糖液色泽浅、澄清度好，全部可以作为开发相关产品的良好原料，无资源上的浪费，充分利用了废糖液的附加价值。 | ||||||
| 权利要求 | 1.旋转陶瓷膜在处理糖渍姜废糖液中的应用，其特征在于，所述旋转陶瓷膜是孔径为 |
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| 说明书全文 | 一种利用旋转陶瓷膜处理糖渍姜废糖液的方法技术领域背景技术[0002] 糖渍姜是以新鲜的生姜为原料，经过煮制、浸糖等多道工序加工而成的休闲食品。在煮制过程中，糖液通常被少量多次的重复使用，随着使用次数的不断增多，糖液会发生美拉德反应、焦糖化反应等非酶褐变反应，导致糖液颜色加深；同时，随着煮制的进行，姜中淀粉、果胶以及悬浮杂质溶出，使糖液粘度和浊度增大，若继续重复使用会严重影响最终产品的外观品质，因此重复使用到一定次数的煮糖液会被废弃。 [0003] 废糖液含糖量通常在50％以上，在煮制过程中还伴随着姜的蛋白质、多酚等多种营养成分和香气成分的溶出，具有较高的利用价值，若直接废弃在造成资源浪费的同时还会对环境造成污染；但废弃糖液糖度高、色泽深，如果通过污水处理的话会造成污水处理压力且处理成本较高。 [0004] 传统对废糖液的处理方式通常为利用明胶、PVPP等澄清剂和活性炭、H2O2等脱色剂联合处理，这种处理方式的工艺复杂且需要多套设备联用，同时处理时有又会产生新的污染；也有将废糖液中的糖提取出来代替白砂糖来制备饮料的产品，但其仅利用了废糖液中的糖分，附加值较低。 [0005] 糖渍姜废糖液最大的特点是糖度高，粘度大，褐变色严重，同时含有姜中果胶、淀粉、蛋白质等大分子物质和姜酚、黄酮等功效成分，若是采用传统的澄清脱色分离方式，其工艺较复杂需要多套设备连用，且未对废糖液中的功效成分进行很好的再利用，同时传统工艺处理使用的壳聚糖等澄清剂处理后会产生新的废弃物，树脂脱色剂也需要定期洗脱更换。因此，需要发明一种能对糖渍姜废糖液有效过滤澄清，同时将其中的功能性成分富集的方法。 发明内容[0006] 为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种利用旋转陶瓷膜处理糖渍姜废糖液的方法，将旋转陶瓷膜应用至糖渍姜废糖液的处理中，结合加热废糖液的预处理方式，以期能够实现无需其他辅助工艺、简单有效的对废糖液过滤澄清，同时使有效功能性成分富集，制得澄清度好、色泽浅的废糖液过滤液和富含姜酚等功能性成分、色泽深的废糖液浓缩液。 [0007] 本发明通过以下技术方案实现上述目的： [0008] 本发明将旋转陶瓷膜应用于处理糖渍姜废糖液中，所述的旋转陶瓷膜是孔径为2 30‑80nm的膜，膜片5‑20片，膜面积0.2m； [0009] 上述的糖渍姜废糖液在经过旋转陶瓷膜处理之前，先加热至60‑65℃；糖渍姜废糖2 液糖度为55‑60°Brix，经过旋转陶瓷膜时的通量为18L/m/h，错流流速在7‑14m/s。 [0010] 本发明还提供了一种利用旋转陶瓷膜处理糖渍姜废糖液的方法，包括以下步骤： [0011] (1)预处理：废糖液加热至60‑65℃； [0012] (2)旋转膜处理：将(1)中得到的废糖液用旋转陶瓷膜设备进行过滤分离，旋转陶2 瓷膜是孔径为30‑80nm的膜，膜片5‑20片，膜面积0.2m，压力为1.5‑2.5bar； [0013] (3)收集：分别收集(2)中处理过的截留液(浓缩液)和过滤液(糖液)，储存。 [0014] 进一步的，所述旋转陶瓷膜转速为300rpm/min；旋转电机功率1.5kW。 [0015] 本发明创新性的将旋转陶瓷膜应用于糖渍姜废糖液的处理中，并对旋转陶瓷膜设备参数进行进一步探究，发现孔径过大无法截流果胶、淀粉等大分子成分，使糖液过于浑浊，孔径过小会造成膜压升高，膜通量过小，影响过滤效率，因此，优选孔径为30‑80nm；进一步的，膜片增多会增加过滤效率，但当通量不再上升时继续增加膜数量会增加设备成本，膜片数过少会降低通量，影响过滤效率，因此，优选膜片数为5‑20片，更优选为10片；进一步的，压力增加会提高膜通量，增加过滤效率，但膜压过大会造成膜寿命降低，压力过滤会降低通量，影响过滤效率，因此，优选压力为1.5‑2.5bar。 [0016] 本发明的有益效果在于： [0017] (1)本发明将旋转陶瓷膜应用于糖渍姜废糖液的处理中，并结合加热废糖液的预处理方式，简化了传统废糖液处理流程、成本低、安全可靠，相较于其他处理方式，本发明的方法直接将废糖液进行旋转膜处理即可，无需其它酶解或稀释工艺的辅助，整个工艺过程简单方便，更适于工业规模化使用。 [0018] (2)使用本发明的方法处理的糖渍姜废糖液，处理后得到的产物浓缩液(截留液)中含有姜香气、蛋白、多酚的有效成分富集，可以用来开发姜汁饮料、姜茶等姜加工制品；糖液(过滤液)中含有大部分糖，色泽浅、澄清度好，可以回用于糖渍姜浸糖工艺，处理后的产物全部可以作为开发相关产品的良好原料，无资源上的浪费，充分利用了废糖液的附加价值。 具体实施方式[0019] 为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。 [0020] 实施例1 [0021] 一种利用旋转陶瓷膜设备处理糖渍姜废液的加工方法，具体步骤如下： [0022] (1)预处理：废糖液加热至60‑65℃； [0023] (2)旋转膜处理:将步骤(1)得到的废糖液用旋转陶瓷膜设备进行过滤分离，设备2 参数条件为孔径为60nm的膜，膜片5片，膜面积0.2m ，压力为1.5bar，旋转陶瓷膜转速为 300rpm/min；旋转电机功率1.5kW； [0024] (3)分别收集(2)中处理过的截留液(浓缩液)和过滤液(糖液)，储存。 [0025] 实施例2 [0026] 与实施例1的不同之处在于：步骤(2)中膜的孔径为30nm。 [0027] 实施例3 [0028] 与实施例1的不同之处在于：步骤(2)中膜的孔径为80nm。 [0029] 实施例4 [0030] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为10片。 [0031] 实施例5 [0032] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为15片。 [0033] 实施例6 [0034] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为20片。 [0035] 实施例7 [0036] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的压力为2.0bar。 [0037] 实施例8 [0038] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的压力为2.5bar。 [0039] 实施例9 [0040] 与实施例2的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为10片。 [0041] 实施例10 [0042] 与实施例3的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为15片。 [0043] 对比例1 [0044] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中膜的孔径为5nm。 [0045] 对比例2 [0046] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中膜的孔径为200nm。 [0047] 对比例3 [0048] 与实施例1的不同之处在于，直接采用超滤膜处理而并未采用旋转陶瓷膜设备对废糖液进行过滤。 [0049] 对比例4 [0050] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为3片。 [0051] 对比例5 [0052] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的膜片数为35片。 [0053] 对比例6 [0054] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的压力为1.0bar。 [0055] 对比例7 [0056] 与实施例1的不同之处在于，步骤(2)中的压力为3.0bar。 [0057] 对比例8 [0058] 与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中将废糖液加热至45‑50℃。 [0059] 对比例9 [0060] 与实施例1的不同之处在于，步骤(1)中将废糖液加热至70‑75℃。 [0061] 对比例10 [0062] 与实施例1的不同之处在于，未对废糖液进行加热。 [0063] 试验例1 [0064] 对实施例1‑10和对比例1‑9的处理效果进行比较，结果如表1所示。 [0065] 表1实施例和对比例对废糖液的处理效果比较表 [0066] [0067] 通过上表1采用不同参数和工艺的效果结果可以看出，不同加工方法制得截留液和过滤液的得率、透光率、浊度、褐变率以及品质成分含量有所不同。当采用实施例工艺对糖渍液进行处理后，过滤液澄清透明，浊度较低，褐变度较低。由于处理用的膜孔径属于超滤膜范围，对糖类截留较低，根据质量守恒，过滤液质量远大于截留液，说明大部分的糖被透过，实现了废糖液中糖的回收。截留液对酚类物质等多种大分子成分实现了富集，是开发姜加工品的良好原料。 [0068] 对比例1和2所选的膜孔径不同，孔径过小，导致糖液较难透过，通量较低，孔径过大过滤后糖液澄清度低，褐变率高，达不到回用要求，选择30‑80nm为最佳膜孔径。 [0069] 对比例3未采用旋转膜，直接采用超滤膜处理，糖液中大分子物质和胶质过低，传统卷式超滤膜无法透过，说明使用旋转陶瓷膜能够有效过滤糖渍姜废糖液。 [0070] 对比例4和5采用的旋转膜膜片数量不同，膜片数量过少过滤效率过低，膜片数量过高，过滤效率和效果已达到最佳，会增加设备投资，膜片5‑20片为优选膜片数，更优选为10片。 [0071] 对比例6和7采用旋膜膜过滤压力不同，膜压过低糖液无法有效透过，导致得率和通量过低，膜压过高过滤效率并未有明显提升，但会对膜的耐用性造成不利影响，1.5‑2.5bar为最佳压力值。 [0072] 对比例8‑10分析了加热对旋转膜过滤效果的影响，发现低温下膜的过滤效率较低，温度过高过滤效率增加不显著，同时造成加热成本增加以及影响膜的耐用性，60‑65℃为最佳加热温度。 [0073] 从以上表格的数据及分析来看，加热协同旋转膜处理能对糖渍姜废糖液实现良好的处理，透过液澄清透明可回用于糖渍姜的生产，而截留液富含多种姜有效成分，是开发姜加工品的良好原料。同时相较于传统处理方法，不仅未使用各种澄清剂和脱色剂，也无需稀释沉降等复杂工艺，是一种有效绿色的糖渍废糖液处理方法。 |
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