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香辛料的微波提取工艺及应用技术研究
作 者: 周叶燕
导 师: 樊亚鸣
学 校: 广州大学
专 业: 有机化学
关键词: 香辛料 香辛料提取物 动态-微波提取法 工业化工艺 能耗核算
分类号: TS264
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
本论文的研究目的是为了实现香辛料的动态-微波提取技术的工业化,使其工业规模的提取效率与能耗达到甚至超过小试的效果。本论文的实施跨越了小试、中试到工业化的阶段,通过对实验结果的分析与评价,为香辛料的动态-微波提取设备及工艺的工业化转让和实施奠定了技术基础,也将为传统的提取行业应用高效精密的新技术、新工艺提供一定的科学参考价值。采用单因素法及正交法筛选和优化小试水平的工艺,结果表明:黑胡椒、海带、陈皮、沙姜等提取物及橙皮苷的提取率分别为11%、26.84%、27~35%、7~11%、2.88%,并对主要有效成分的测定建立了一套简便快捷的、低成本的、准确并可随时对生产过程进行动态监测的技术,为提取行业的产品控制标准提供参考。在静态-微波提取的小试单因子试验的基础上,设计、调试中试设备,从而为动态-微波提取黑胡椒油树脂构建了操作平台。主要运用L9(34)正交试验设计,在中试规模上研究了微波功率、物料流量、总固液比和提取次数4个因素对提取效果的影响。结果表明,以95%食用级乙醇为溶剂,最佳中试工艺参数为:微波功率2400W,流量52 L*h-1,总固液比1:7,提取次数3。由此得到的黑胡椒油树脂提取率达12.69%,胡椒碱提取率为4.780%。并提出微波有效时间与微波有效照射的概念,解释了从小试放大到中试的实验中产生的问题。在动态-微波法提取黑胡椒油树脂的中试研究的基础上,通过单因素试验优选荜茇油树脂的生产工艺参数。结果表明,以95%乙醇为溶剂,用反复利用溶剂的方法,最佳生产工艺参数为:微波功率3200W,流量200L/h,总固液比为:1 : 4,提取4次,荜茇油树脂的提取率达到10.45%,胡椒碱提取率为2.07%。在提取效率相当的条件下从能耗方面评价了香辛料的动态-微波提取工业化生产工艺,结果为:动态-微波法工业生产的能耗约为中试的65%、小试的31.2%;只为溶剂回流法的40~70%;而与溶剂低温浸渍法相比,动态-微波法的提取时间仅为后者的1/10。表明动态-微波提取工业化试验获得了优于小试、中试的效果,优于提取行业主流技术溶剂法的效果。解决了动态-微波提取工业规模的提取效率与能耗远不及小试效果的问题,实现了节能降耗、提高产品品质及产率等目的。
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全文目录
中文摘要 4-5 英文摘要 5-11 第一章 绪论 11-25 1.1 香辛料 11-16 1.1.1 香辛料的定义 11 1.1.2 香辛料的国内外市场供需 11-12 1.1.3 香辛料的化学成分及加工应用形式 12-14 1.1.4 香辛料提取分离技术的简述 14-16 1.2 微波提取技术的原理和特点 16-18 1.2.1 微波提取技术的原理 16-18 1.2.2 微波提取技术的特点 18 1.3 微波提取技术在香辛料中的应用 18-22 1.3.1 微波提取方面取得的成果 18-20 1.3.2 微波提取机理方面的进步 20-22 1.4 本论文研究目的意义和内容 22-25 1.4.1 本论文研究目的意义 22-23 1.4.2 本论文的研究内容 23-25 第二章 香辛料的静态-微波提取小试工艺及应用工艺研究 25-90 2.1 引言 25-26 2.2 实验材料与仪器 26-28 2.2.1 实验材料 26-28 2.2.2 实验仪器 28 2.3 实验方法 28-44 2.3.1 黑胡椒油树脂提取与应用工艺的小试实验 28-29 2.3.2 海带提取与应用工艺的小试实验 29-41 2.3.3 陈皮油树脂和橙皮苷联合开发利用工艺的研究 41-44 2.3.4 沙姜油树脂的提取和应用工艺的小试实验 44 2.4 结果与讨论 44-88 2.4.1 黑胡椒油树脂提取与应用工艺的小试实验 44-48 2.4.2 海带提取与应用工艺的小试实验 48-76 2.4.3 陈皮油树脂和橙皮苷联合开发利用工艺的研究 76-87 2.4.4 沙姜油树脂的提取和应用工艺 87-88 2.5 本章小结 88-90 第三章 香辛料提取物的主要有效成分的分析和测定 90-120 3.1 引言 90 3.2 实验材料与仪器 90-92 3.2.1 实验材料 90-92 3.2.2 实验仪器 92 3.3 实验方法 92-101 3.3.1 黑胡椒油树脂中胡椒碱含量的测定实验 92-93 3.3.2 海带提取物中主要成分含量的测定实验 93-96 3.3.3 橙皮苷纯度测定实验 96-98 3.3.4 沙姜提取物的分析和沙姜脑的含量测定实验 98-101 3.4 结果与讨论 101-118 3.4.1 黑胡椒油树脂中胡椒碱含量的测定 101-103 3.4.2 海带提取物中主要成分含量的测定 103-107 3.4.3 橙皮苷纯度测定 107-109 3.4.4 沙姜提取物的分析和沙姜脑的含量测定 109-118 3.5 本章小结 118-120 第四章 香辛料的动态-微波提取中试与工业化生产工艺研究 120-138 4.1 引言 120-121 4.2 实验材料与仪器 121-123 4.2.1 实验材料 121-122 4.2.2 实验仪器 122-123 4.3 实验方法 123-129 4.3.1 中试微波设备MAE-3 主要技术参数及简图 123-124 4.3.2 黑胡椒油树脂的动态-微波提取中试工艺研究实验 124-125 4.3.3 香辛料的动态-微波提取中试工艺的推广应用 125-126 4.3.4 荜茇油树脂的动态-微波提取工业化生产研究实验 126-129 4.4 结果与讨论 129-136 4.4.1 黑胡椒油树脂的动态-微波提取中试工艺研究 129-131 4.4.2 香辛料的动态-微波提取中试工艺的推广应用 131-133 4.4.3 荜茇油树脂的动态-微波提取工业化生产研究 133-136 4.4.4 香辛料的动态-微波提取工业化生产工艺的推广应用 136 4.5 本章小结 136-138 第五章 工艺能耗的核算和研究 138-143 5.1 引言 138 5.2 实验材料与仪器 138-139 5.2.1 实验材料 138 5.2.2 实验仪器 138-139 5.3 实验方法 139 5.3.1 动态-微波法工业生产与中试、小试的能耗对比实验 139 5.3.2 动态-微波法工业生产与乙醇溶剂法的能耗对比实验 139 5.4 结果与讨论 139-142 5.4.1 动态-微波法工业生产与中试、小试的能耗对比 139-140 5.4.2 动态-微波法工业生产与乙醇溶剂法的能耗对比 140-142 5.5 本章小结 142-143 第六章 结论 143-148 6.1 主要研究结论 143-146 6.1.1 香辛料的静态-微波提取小试工艺及应用工艺研究 143-144 6.1.2 香辛料提取物的主要有效成分的分析和测定 144-145 6.1.3 香辛料的动态-微波提取中试与工业化生产工艺研究 145-146 6.1.4 工艺能耗的核算和研究 146 6.2 论文创新性 146-147 6.3 展望 147-148 参考文献 148-158 攻读学位期间发表的论文及取得的成果 158-160 致谢 160-161 附录 161
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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 酿造工业 > 调味品的生产
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