芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法技术

本发明专利技术属于皂苷提取技术领域，具体涉及一种利用泡沫分离装置对芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法。本发明专利技术具体方法为通过将废水与复合微生物菌剂搅拌均匀，复合微生物菌剂占芦笋罐头加工废水比例为0.02~0.3%，复合微生物菌剂由铜绿假单胞菌菌剂、植物乳杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂组成，3者配比依次为2~5：1：3~5，充分混合后通入泡沫分离装置，气体分布器鼓气，产生气泡，收集带着皂苷的泡沫；15~40℃下，分离5～10min，成功提取了皂苷成分，显著提高了提取效率，较其它方式提升了至少2~3倍，收集到的皂苷富集比高达9~11左右，且配合泡沫分离装置，使提取更简单，更适合产业化生产。更适合产业化生产。更适合产业化生产。

【技术实现步骤摘要】
芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法


[0001]本专利技术属于皂苷提取
，具体涉及一种芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法。

技术介绍

[0002]芦笋中的生物活性物质主要是甾体皂苷类化合物。甾体皂苷是一类具有环戊烷多氢菲母核结构的皂苷，在自然界中存在很广，除作为合成甾体激素和避孕药的原料外，甾体皂苷还具有广泛的药理作用和重要的生物活性，如防治心血管疾病、抗肿瘤、调节免疫力、抗真菌、降血糖、杀虫等活性(张若洁.芦笋皂苷的提取,纯化及其溶血活性研究)。
[0003]在芦笋的加工过程中，会产生大量的加工后废水，废水中含有较高浓度的皂苷类化合物。尤其在芦笋罐头加工工艺中“预煮”环节产生的废水中皂苷含量浓度能达到500～5000mg/L，若将芦笋加工废水资源化再利用，提取其中的皂苷类化合物，则可以提高芦笋加工产业的附加值，符合当今业内的发展方向。
[0004]甾体皂苷溶于水，易溶于热水、稀醇，难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。
[0005]常用的提取方法有热浸提法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、超高压辅助提取法等。目前，实验室最常用乙醇做溶剂提取，一般先用乙醇提取，然后将醇浸膏悬浮于水，用水饱和的正丁醇萃取，即得到总皂苷。
[0006]然而上述方法仅适用于从芦笋或加工下脚料茎皮中提取，芦笋加工废水中的皂苷浓度较芦笋或加工下脚料茎皮的皂苷浓度相对较低，上述方法提取费时费力，成本较高，不再适用。
[0007]CN 103142664B公开了一种用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，具体方法为：将柴胡饮片烘干粉碎，溶剂冷浸法提取，过滤后得柴胡皂苷粗提液，回收粗提液中的溶剂，将所得皂苷水溶液作为初始料液，进入第一级泡沫分离塔分离，将泡沫层进行破沫，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时停止通气，从第一级泡沫分离塔塔顶流出的泡沫经过破沫为第一级消泡液；塔里所剩残液作为第二级泡沫分离的进料进入第二级泡沫分离塔分离后，从塔顶流出的泡沫经破沫成为第二级消泡液，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时停止通气，第二级消泡液与柴胡皂苷粗提液混合加入第一级泡沫分离塔的进料中；将破沫液真空蒸发，得浓缩液，调节pH值至微碱后冷冻干燥，即得产物。该方法收率较高，可高达87％～92％。
[0008]但上述文献仍存在以下不足：(1)每级泡沫分离一个周期长达1～2h，效率略低；(2)富集比为5～8，也有待提高。
[0009]因此，如何兼顾提取成本的情况下，如何快速、高效、低成本分离芦笋加工废水中的皂苷是丞待解决的问题。

技术实现思路

[0010]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的
方法，利用低极性组分皂苷在气液两相界面吸附性质的差异，以泡沫为分离介质，采用高效起泡、泡沫分离、成分富集等技术手段进行优化组装，研究设计形成了芦笋加工废水中泡沫分离装置，主要结构包括气体分布器、空气泵、泡沫分离桶、废水桶、回收槽等结构。实现了芦笋罐头加工废水中皂苷的高效提取与富集回收，同时，优化了泡沫产生方式、废水皂苷浓度、不同起泡剂等分离因素与条件。结果显示：气体分布器效果最优，3000mg/L皂苷含量是泡沫分离皂苷提取的最适宜浓度，铜绿假单胞菌菌剂、植物乳杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂组成的复合微生物菌剂可用于相对较低浓度的皂苷废水的泡沫分离提取，能够显著提高气泡效率，较其它方式提升至少2～3倍。
[0011]本专利技术的技术方案如下：
[0012]芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法，包括如下步骤：
[0013](1)将含皂苷的芦笋罐头加工废水与复合微生物菌剂在28～35℃下搅拌均匀，复合微生物菌剂占芦笋罐头加工废水比例为0.02～0.3％，充分混合后调节其pH值为6～8；
[0014](2)将(1)中的混合溶液通入泡沫分离装置，采用气体分布器鼓气，产生气泡，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气；
[0015](3)收集带着皂苷的泡沫：于15～40℃下分离5～10min收集泡沫；
[0016](4)将收集到的泡沫进行破沫，获得消泡液。
[0017]优选的，上述(1)中废水中皂苷的浓度为500～5000mg/L，进料量为100～150mL。
[0018]优选的，上述(1)中废水中皂苷的浓度为3000mg/L。
[0019]优选的，上述(1)中复合微生物菌种由铜绿假单胞菌菌剂、植物乳杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂组成；铜绿假单胞菌菌剂：植物乳杆菌菌剂：枯草芽孢杆菌菌剂为2～5：1：3～5。
[0020]优选的，(1)中，铜绿假单胞菌菌剂：植物乳杆菌菌剂：枯草芽孢杆菌菌剂为5：1：3。
[0021]优选的，(1)中，复合微生物菌剂占芦笋罐头加工废水重量的0.18％，充分混合后使其pH值为6.8～7.6。
[0022]优选的，上述(2)中，气体分布器通气流速0.6～4.0L/min。
[0023]优选的，上述(3)中，收集带着皂苷的泡沫；15～30℃下，分离10min。
[0024]优选的，上述(3)中，收集带着皂苷的泡沫；15～25℃下，分离10min。
[0025]优选的，上述(4)中，将收集到的泡沫在1～4℃下放置8～10h进行破沫，获得消泡液。
[0026]本专利技术的方法要通过(2)中所述的泡沫分离装置实现，该装置具体如下：
[0027]本专利技术的有益效果在于：
[0028](1)本专利技术的提取温度为室温常温(15～40℃)，无须加热处理，提取条件宽松，能耗低，分离速度快，分离时间仅为5～10min。
[0029](2)泡沫产生方式上采用高效率气体分布器，皂苷回收率高；最佳工艺下的最终皂苷回收率高达92.8％，收集到的皂苷的富集比高达9～11左右。
[0030](3)优化了废水皂苷浓度，本专利技术试验表明3000mg/L皂苷含量是泡沫分离皂苷提取的最适宜浓度；由铜绿假单胞菌菌剂、植物乳杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂组成的复合微生物菌剂可用于相对较低浓度的活性成分废水的泡沫分离提取且效率高，较其它方式提升2～3倍。
[0031](4)本专利技术中采用了特定的泡沫分离装置，该装置中箱体内壁和分离筒外壁设置的阶梯形的壁面，因为有棱角的存在，增强了破乳现象，促进纯化泡沫的产生。
附图说明
[0032]图1为泡沫分离装置整体结构图；
[0033]图2为泡沫分离装置箱体内部图；
[0034]图3为泡沫分离装置箱体剖面图。
具体实施方式
[0035]为了能使本领域技术人员更好的理解本专利技术，现结合具体实施方式对本专利技术进行更进一步的阐述。
[0036]泡沫分离技术中，溶液中含有表面活性物质是泡沫分离的必要条件之一，本专利技术发现芦笋皂苷具有亲水性的糖基和疏水性的皂苷元，是一种优良的天然非离子型表面活性成分，具有良好的起泡性，因此本专利技术利用泡沫分离技术对皂苷进行分离，本专利技术采用该技术可大幅度减少常规技术中有机溶剂的使用量，同时也降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将含皂苷的芦笋罐头加工废水与复合微生物菌剂在28~35℃下搅拌均匀，复合微生物菌剂占芦笋罐头加工废水比例为0.02~0.3%，充分混合后调节其pH值为6～8；所述的复合微生物菌剂由铜绿假单胞菌菌剂、植物乳杆菌菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂组成；（2）将（1）中的混合溶液通入泡沫分离装置，采用气体分布器鼓气，产生气泡；（3）收集带着皂苷的泡沫：在15~40℃下分离5～10min收集泡沫；（4）将收集到的泡沫进行破沫，获得消泡液。2.如权利要求1所述的芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法，其特征在于，（1）中，所述废水中皂苷的浓度为500~5000mg/mL。3.如权利要求1所述的芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法，其特征在于，（1）中，所述废水中皂苷的浓度为3000mg/L。4.如权利要求1所述的用泡沫分离装置对芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法，其特征在于，（1）中，铜绿假单胞菌菌剂：植物乳杆菌菌剂：枯草芽孢杆菌菌剂为2~5：1：3~5。5.如权利要求1所述的用泡沫分离装置对芦笋罐头加工废水中的皂苷分离的方法，其特征在于，（1）中，铜绿假单胞菌菌剂：植物乳杆菌菌剂：枯草芽孢杆菌菌剂为5：1：3。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓冬，林丛，王文昌，刘雪梅，吴茂玉，宋烨，谭梦男，张青青，
申请(专利权)人：中华全国供销合作总社济南果品研究所，
类型：发明
国别省市：