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天然色素生产过程中膜分离技术的应用


文章出处:超滤膜产品作者:北京超滤膜公司发表时间:2013-04-23 14:32:25

  天然色素是从天然原料(主要是植物原料)中提取出来的产品。随着食品工业的发展以及对合成色素的可能毒害性的认识,人们对安全无毒甚至有营养价值的天然色 素倍加重视,不断研究开发新的天然色素。然而目前天然色素的提取多采用浸提、蒸发浓缩、溶剂提纯等传统工艺,存在能耗高、溶剂需回收、过程复杂等问题,而且往往还存在产品浓度不高、质量差等不足之处。水果、蔬菜等是一些食品色素的主要来源,现在已有用膜技术纯化和浓缩色素,如花青素、甜菜素等,用超滤膜回 收红莓子果浆中的花色素,随后用反渗透进行浓缩。

  在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有超滤和纳滤:

  1、 超滤用于发酵生产色素的澄清,替代了传统澄清方法,其典型操作压为4~10bar,它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。

  2、 纳滤用于色素常温下的浓缩/除水,通常与蒸发器联用或取代蒸发器,其典型操作压力为30--40bar,过滤时,水及部分小分子杂质(如红曲红中桔霉素)通过膜而色素组分则被截留浓缩。

  红曲红色素应用膜技术工艺示例

  1、 通常红曲红色素的生产工艺:

2.jpg

  在等电点结晶与离心机分离时色素的损失将超过20%;同时离心分离液浓度过低,仅在3%左右,喷雾干燥能耗高。

  2、超滤膜供应膜与原工艺结合的新工艺:

3.jpg

  应用膜工艺可回收上清液中的剩余色素,提高收率20%以上,同时离心分离液经超滤后滤液澄清透明,杂质少;纳滤膜在常温的条件下进行预浓缩避免了升温蒸发 对色素的破坏提高成品质量,浓缩液浓度可达20-30%,节省喷干成本(纳滤浓缩的除水成本在20-30元/吨水,喷雾干燥除水成本在80-100元/吨水)。该工艺的应用色素的效价提炼收率将接近100%,且由于副产品的脱除成品色阶将比原工艺提高15-30%。

  此外,桔霉素的分子量为200-300之间,小于红曲红色素的分子量,通过选择一定截留分子量的纳滤膜可将部分的桔霉素透析出来,将桔霉素降低到一个可接受的水平,彻底解决我国红曲红色素在出口时遇到的质量问题,膜过滤技术应用在天然色素的生产,可以提高天然色素的生产收率、去除副染料及小分子杂质、降低 生产成本,无疑膜技术为巩固其在天然色素工业中的地位起了致关重要的作用。



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