RU2567897C1 - Vegetal raw material pectin production method - Google Patents
Vegetal raw material pectin production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2567897C1 RU2567897C1 RU2014118128/13A RU2014118128A RU2567897C1 RU 2567897 C1 RU2567897 C1 RU 2567897C1 RU 2014118128/13 A RU2014118128/13 A RU 2014118128/13A RU 2014118128 A RU2014118128 A RU 2014118128A RU 2567897 C1 RU2567897 C1 RU 2567897C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- pectin
- hydrolysis
- ultrasonic
- vegetal raw
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения пектина из растительного сырья, в частности из свекловичного жома (отхода сахарного производства).The invention relates to the food industry and can be used to obtain pectin from plant materials, in particular from beet pulp (waste sugar production).
Известен способ получения пектина, включающий процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ из растительного сырья, в котором процессы гидролиза и экстракции сырья проводят с использованием кавитационного поля, получаемого с помощью роторного дезинтеграторного аппарата (В.Н.Голубев, Н.П. Шелухина. Пектин: химия, технология, применение. М.: Изд. Академии технологических наук РФ, 1995, с. 235-241).A known method of producing pectin, including the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances from plant materials, in which the processes of hydrolysis and extraction of raw materials is carried out using a cavitation field obtained using a rotary disintegrator (V.N. Golubev, N.P. Shelukhina. Pectin: Chemistry, Technology, Application, Moscow: Publishing House of the Academy of Technological Sciences of the Russian Federation, 1995, pp. 235-241).
Недостатком этого способа является сложность аппаратурного оформления и значительная энергоемкость, что обусловлено наличием быстровращающихся частей, большими потерями на трение и низким КПД устройства.The disadvantage of this method is the complexity of the hardware design and significant energy consumption, due to the presence of rapidly rotating parts, large friction losses and low efficiency of the device.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения пектина, включающий гидролиз растительного сырья соляной кислотой и экстракцию пектиновых веществ из растительного сырья, отличающийся тем, что процессы гидролиза и экстракции проводят с применением полигармонического вибрационного воздействия в диапазоне частот 15-50 Гц (см. патент РФ №2201938, БИ №10, 2003).Closest to the claimed method is a method for producing pectin, including hydrolysis of plant materials with hydrochloric acid and extraction of pectin substances from plant materials, characterized in that the hydrolysis and extraction processes are carried out using polyharmonic vibration in the frequency range 15-50 Hz (see RF patent No. 2201938, BI No. 10, 2003).
Недостатком данного способа является то, что скорости обрабатываемой смеси по всему объему экстракционной камеры сравнительно невысоки, а проведение процесса экстракции при высокой температуре может привести к разрушению цепей пектиновых веществ, что снижает интенсивность процесса экстракции.The disadvantage of this method is that the speeds of the processed mixture over the entire volume of the extraction chamber are relatively low, and the extraction process at high temperature can lead to the destruction of chains of pectin substances, which reduces the intensity of the extraction process.
Задача изобретения - повышение интенсивности процесса экстракции за счет интенсификации обменных процессов на границах раздела твердой и жидкой фаз.The objective of the invention is to increase the intensity of the extraction process due to the intensification of metabolic processes at the interfaces between solid and liquid phases.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения пектина, включающем процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ из растительного сырья, процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ проводят с применением полигармонического вибрационного воздействия в диапазоне частот 15-50 Гц и одновременно раствор подвергают ультразвуковому воздействию в режиме кавитации с частотой 22 кГц и интенсивностью ультразвукового излучения в диапазоне 1-3 Вт/см2.The problem is achieved in that in the known method for producing pectin, including the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances from plant materials, the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances is carried out using polyharmonic vibration in the frequency range 15-50 Hz and at the same time the solution is subjected to ultrasonic treatment in the mode cavitation with a frequency of 22 kHz and an intensity of ultrasonic radiation in the range of 1-3 W / cm 2 .
Сравнение заявляемого способа с прототипом показывает, что он отличается от прототипа тем, что процессы гидролиза и экстракции пектиновых веществ проводят с одновременным воздействием на раствор ультразвука в режиме кавитации с частотой 22 кГц и интенсивностью ультразвукового излучения в диапазоне 1-3 Вт/см2. Это соответствует критерию изобретения "новизна".Comparison of the proposed method with the prototype shows that it differs from the prototype in that the processes of hydrolysis and extraction of pectin substances are carried out with simultaneous exposure to the ultrasound solution in cavitation mode with a frequency of 22 kHz and an ultrasonic radiation intensity in the range of 1-3 W / cm 2 . This meets the criteria of the invention of "novelty."
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники, что соответствует критерию изобретения "технический уровень".Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions in the study of this and related areas of technology, which meets the criteria of the invention "technical level".
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи изобретения - повышение интенсивности процесса экстракции за счет интенсификации обменных процессов на границах раздела твердой и жидкой фаз.The combination of the claimed features ensures the achievement of the objective of the invention is to increase the intensity of the extraction process due to the intensification of metabolic processes at the interfaces between solid and liquid phases.
Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.
При наложении полигармонического вибрационного воздействия более равномерно распределяется амплитуда вибрации по всему объему экстрактора. Кроме того, различие частот вибрации способствует интенсификации процесса экстракции за счет движения потоков пульпы с большими скоростями, что приводит к эффективному вымыванию частиц пектиновых веществ из пульпы. Использование в качестве привода электромагнитного вибровозбудителя колебаний, в котором рабочий орган совершает возвратно-поступательное движение, позволит значительно упростить конструкцию, снизить потери на трение из-за отсутствия подшипниковых узлов, а также снизить энергозатраты. Одновременно с наложением вибрации происходит излучение ультразвуковой энергии от излучающих пластин, установленных на внутренней поверхности реактора, в раствор экстрагента. При этом в звуковой волне образуются кавитационные пузырьки, при захлопывании которых выделяется значительное количество энергии.When applying a polyharmonic vibrational effect, the vibration amplitude is more evenly distributed over the entire volume of the extractor. In addition, the difference in vibration frequencies contributes to the intensification of the extraction process due to the movement of pulp flows at high speeds, which leads to the effective leaching of particles of pectin substances from the pulp. The use of vibrations as the drive of the electromagnetic vibration exciter, in which the working body makes a reciprocating motion, will significantly simplify the design, reduce friction losses due to the lack of bearing assemblies, and also reduce energy costs. Simultaneously with the application of vibration, ultrasonic energy is emitted from the emitting plates mounted on the inner surface of the reactor into the extractant solution. At the same time, cavitation bubbles are formed in the sound wave, during the collapse of which a significant amount of energy is released.
Совместное воздействие механических и ультразвуковых колебаний приводит к интенсификации обменных процессов на границах раздела фаз, возникновению кавитационных эффектов, что вызывает разрушение клеток сырья, повышение диффузионной проницаемости ткани экстрагируемого материала, обеспечивая тем самым ускорение процесса экстракции и повышение выхода целевого продукта.The combined effect of mechanical and ultrasonic vibrations leads to the intensification of metabolic processes at the phase boundaries, the appearance of cavitation effects, which causes the destruction of raw material cells, an increase in the diffusion permeability of the tissue of the extracted material, thereby accelerating the extraction process and increasing the yield of the target product.
В качестве растительного сырья можно использовать отходы различных отраслей пищевой промышленности: свекловичный жом, кожуру цитрусовых, яблочные и виноградные выжимки и т.п.Waste from various branches of the food industry can be used as plant materials: beet pulp, citrus peel, apple and grape squeezes, etc.
В качестве вибропривода, используемого для создания полигармонического вибрационного воздействия, может быть использован электромагнитный вибровозбудитель (см. С.Ф.Яцун, В.Я.Мищенко, М.Б.Коновалов. Извлечение пектина из растительного сырья с применением вибрационного воздействия. Известия вузов. Пищевая технология. №1, 2006, с. 101-103).An electromagnetic vibration exciter (see S.F. Yatsun, V.Ya. Mishchenko, M.B.Konovalov. Extraction of pectin from plant materials using vibration exposure can be used as a vibrodrive used to create a polyharmonic vibrational effect. News of universities. Food Technology. No. 1, 2006, pp. 101-103).
В качестве ультразвукового возбудителя колебаний может быть использован ультразвуковой генератор УЗГ9-0,5/22 с пьезокерамическими излучателями (мощность 0,8 кВт, частота 22 кГц).An ultrasonic generator UZG9-0.5 / 22 with piezoceramic emitters (power 0.8 kW, frequency 22 kHz) can be used as an ultrasonic exciter of oscillations.
Для обоснования предлагаемого способа были проведены лабораторные исследования.To substantiate the proposed method, laboratory studies were carried out.
Пример 1. В качестве исходного сырья используют свекловичный жом (влажность 50%), являющийся отходом свеклосахарного производства.Example 1. As a feedstock use beet pulp (humidity 50%), which is a waste of sugar beet production.
Реактор оборудован электромагнитным виброприводом, ультразвуковыми излучателями и водяной рубашкой для поддержания необходимой температуры смеси. Ультразвуковой генератор УЗГ9-0,5/22 настраивали по интенсивности воздействия (частота 22 кГц, мощность 800 Вт, интенсивностью излучения энергии 1 Вт/см2).The reactor is equipped with an electromagnetic vibrator, ultrasonic emitters and a water jacket to maintain the required temperature of the mixture. The ultrasonic generator UZG9-0.5 / 22 was tuned according to the intensity of exposure (frequency 22 kHz, power 800 W, radiation intensity 1 W / cm 2 ).
Жом в количестве 100 г заливают раствором соляной кислоты с рН 0,8-1,0 в количестве 600 мл. После выдерживания в течение 30 мин смесь помещают в реактор, в котором проводят совмещенный процесс гидролиза-экстракции.Pulp in an amount of 100 g is poured with a solution of hydrochloric acid with a pH of 0.8-1.0 in an amount of 600 ml. After aging for 30 minutes, the mixture is placed in a reactor in which a combined hydrolysis-extraction process is carried out.
Процесс гидролиза-экстракции проводится при температуре 50 градусов при одновременном воздействии полигармонического вибрационного воздействия с частотой 15-50 Гц и ультразвуковом воздействии с частотой 22 кГц и интенсивностью излучения 1 Вт/см2 в течение 20 мин. Далее пектиносодержащая пульпа подается на центрифугу, где отделяется пектиносодержащий экстракт. Последний подается на вакуумный фильтр, а затем на ультрафильтрацию, где раствор пектиновых веществ концентрируется до содержания пектина 4,8-5,5%. Далее при необходимости получения пектина в виде сухого продукта пектиносодержащий экстракт очищается диафильтрацией и направляется на вакуумную сушку. Сухой продукт имеет влажность 10%.The hydrolysis-extraction process is carried out at a temperature of 50 degrees with the simultaneous exposure to polyharmonic vibration exposure with a frequency of 15-50 Hz and ultrasonic treatment with a frequency of 22 kHz and a radiation intensity of 1 W / cm 2 for 20 minutes Next, the pectin-containing pulp is fed to a centrifuge, where the pectin-containing extract is separated. The latter is fed to a vacuum filter, and then to ultrafiltration, where a solution of pectin substances is concentrated to a pectin content of 4.8-5.5%. Further, if it is necessary to obtain pectin in the form of a dry product, the pectin-containing extract is purified by diafiltration and sent to vacuum drying. The dry product has a moisture content of 10%.
Степень извлечения пектиновых веществ достигает 92%.The degree of extraction of pectin substances reaches 92%.
Пример 2. Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что ультразвуковую обработку проводили с интенсивностью излучения энергии ультразвука 2 Вт/см2 в течение 20 мин.Example 2. The experiment was carried out analogously to example 1 except that the ultrasonic treatment was carried out with an intensity of radiation of ultrasound energy of 2 W / cm 2 for 20 minutes
Степень извлечения пектиновых веществ - 94%.The degree of extraction of pectin substances is 94%.
Пример 3. Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что ультразвуковую обработку проводили с интенсивностью излучения энергии ультразвука 3 Вт/см2 в течение 20 мин.Example 3. The experiment was carried out analogously to example 1 except that the ultrasonic treatment was carried out with an intensity of radiation of ultrasound energy of 3 W / cm 2 for 20 minutes
Степень извлечения пектиновых веществ - 94%.The degree of extraction of pectin substances is 94%.
Пример 4. Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что ультразвуковую обработку проводили с интенсивностью излучения энергии ультразвука 5 Вт/см2 в течение 20 мин.Example 4. The experiment was carried out analogously to example 1 except that the ultrasonic treatment was carried out with an intensity of radiation of ultrasound energy of 5 W / cm 2 for 20 minutes
Степень извлечения пектиновых веществ - 90%.The degree of extraction of pectin substances is 90%.
Пример 5. Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что ультразвуковую обработку проводили с интенсивностью излучения энергии ультразвука 3 Вт/см2 в течение 25 мин.Example 5. The experiment was carried out analogously to example 1 except that the ultrasonic treatment was carried out with an intensity of radiation of ultrasound energy of 3 W / cm 2 for 25 minutes
Степень извлечения пектиновых веществ - 90%.The degree of extraction of pectin substances is 90%.
Пример 6. Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что ультразвуковую обработку проводили с плотностью энергии ультразвука 5 Вт/см2 в течение 25 мин.Example 6. The experiment was carried out analogously to example 1 except that the ultrasonic treatment was carried out with an energy density of ultrasound of 5 W / cm 2 for 25 minutes
Степень извлечения пектиновых веществ - 88%.The degree of extraction of pectin substances is 88%.
В таблице приведены сравнительные данные получения пектина с использованием предлагаемого способа и прототипа.The table shows comparative data for the production of pectin using the proposed method and prototype.
Как видно из таблицы, при предлагаемом способе увеличение интенсивности ультразвукового излучения и времени его воздействия ведет к снижению выхода пектиновых веществ. Это связано с тем, что при больших частотах вероятность возникновения кавитационных эффектов уменьшается. Кроме этого, при предлагаемом способе повышается выход целевого продукта, значительно ускоряется процесс экстракции, а более низкая температура смеси позволяет исключить длительный нагрев растительного сырья и сократить время получения пектиновых веществ.As can be seen from the table, with the proposed method, an increase in the intensity of ultrasonic radiation and the time of its exposure leads to a decrease in the yield of pectin substances. This is due to the fact that at high frequencies the probability of cavitation effects is reduced. In addition, with the proposed method, the yield of the target product is increased, the extraction process is significantly accelerated, and a lower temperature of the mixture eliminates the prolonged heating of plant materials and reduces the time for producing pectin substances.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118128/13A RU2567897C1 (en) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | Vegetal raw material pectin production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118128/13A RU2567897C1 (en) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | Vegetal raw material pectin production method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2567897C1 true RU2567897C1 (en) | 2015-11-10 |
Family
ID=54537231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118128/13A RU2567897C1 (en) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | Vegetal raw material pectin production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2567897C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2842023C1 (en) * | 2024-04-02 | 2025-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Method of producing solution of pectin substances and citric acid from beet pulp |
| CN120988161A (en) * | 2025-10-23 | 2025-11-21 | 山东凯欣绿色食品股份有限公司 | A method for pulsed microwave-assisted low-temperature extraction of high-purity pectin |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2201938C2 (en) * | 2000-10-11 | 2003-04-10 | Курский государственный технический университет | Method of pectin preparing |
| RU2282636C1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Method for pectin production |
| RU2339395C1 (en) * | 2007-11-08 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Method of pectin substances extraction from plant materials |
| RU2485804C2 (en) * | 2010-03-16 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вятский государственный университет" | Method for extraction of pectin substances in native state from rosehip fruit shells |
-
2014
- 2014-05-07 RU RU2014118128/13A patent/RU2567897C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2201938C2 (en) * | 2000-10-11 | 2003-04-10 | Курский государственный технический университет | Method of pectin preparing |
| RU2282636C1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | Method for pectin production |
| RU2339395C1 (en) * | 2007-11-08 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Method of pectin substances extraction from plant materials |
| RU2485804C2 (en) * | 2010-03-16 | 2013-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вятский государственный университет" | Method for extraction of pectin substances in native state from rosehip fruit shells |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2842023C1 (en) * | 2024-04-02 | 2025-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Method of producing solution of pectin substances and citric acid from beet pulp |
| CN120988161A (en) * | 2025-10-23 | 2025-11-21 | 山东凯欣绿色食品股份有限公司 | A method for pulsed microwave-assisted low-temperature extraction of high-purity pectin |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130197216A1 (en) | Device And Method For Extracting Active Principles From Natural Sources, Using A Counter-Flow Extractor Assited By A Sound Transduction System | |
| RU2090075C1 (en) | Method for producing dried stock from fruit raw materials | |
| RU2005124561A (en) | METHOD FOR PRODUCING DRY WATER-SOLUBLE EXTRACT FROM VEGETABLE RAW MATERIALS | |
| CN103788228A (en) | Preparation method of lycium barbarum polysaccharide | |
| JP2016540768A5 (en) | ||
| RU2567897C1 (en) | Vegetal raw material pectin production method | |
| RU2339395C1 (en) | Method of pectin substances extraction from plant materials | |
| EP2403356A1 (en) | Process and plant for the production of lycopene from rejects of tomato processing | |
| RU2613225C2 (en) | Method and apparatus for treating vegetable tissues in order to extract therefrom vegetable substance, in particular juice | |
| RU2495051C1 (en) | Method of producing pectin | |
| RU2373956C1 (en) | Method of preparing polysaccharide complex of tillet blossom | |
| CN104312921A (en) | Comprehensive micro-molecule wall breaking method used for fresh food and drug materials | |
| RU2201938C2 (en) | Method of pectin preparing | |
| RU2485804C2 (en) | Method for extraction of pectin substances in native state from rosehip fruit shells | |
| RU2132855C1 (en) | Method of preparing pectin from vegetable stock | |
| RU2358983C1 (en) | Method of producing flax polysaccharides | |
| CN106858554A (en) | A kind of method that antioxidant is extracted in aqueous enzymatic method residue of grape seeds | |
| RU2510278C1 (en) | Method for preparing saponin-containing extracts (versions) | |
| RU2699656C1 (en) | Method for production of fruit-and-berry extracts | |
| KR101546861B1 (en) | The actinidia extracts by Mechanochemical processing and enzyme treatment method | |
| Lopes et al. | Application of ultrasounds in the extraction process for food waste valorisation | |
| RU2640587C1 (en) | Method of obtaining betulin | |
| RU2831400C1 (en) | Method of producing pectin extract from grape stalks | |
| RU2548502C1 (en) | Method for inulin production from inulin-containing raw material | |
| RU2259792C2 (en) | Method for production of bioactive food supplement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160508 |