一种塔拉工业单宁酸的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种塔拉工业级单宁酸的制备方法。该方法以塔拉粉为原料，经过双动态浸提、螺旋沉降离心分离（卧式螺旋卸料离心分离）、泡沫分离、沉降分离、板框压滤等组合、耦合化工艺及设备加工，成功地解决了塔拉单宁生产加工工艺中的过滤、溶胶、微细纤维颗粒、不溶物及非单宁高等问题，得到了合格的塔拉工业级单宁酸。本发明专利技术具有工艺先进、实现了塔拉粉末的低温、高效、工业化生产及其组合、耦合化的提取与固液分离新技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种塔拉工业单宁酸的制备工艺及其方法。
技术介绍
塔拉是刺云实(Caesalpinia spinosa)植物Tara的中文音译译名。其豆荚磨成 的粉称塔拉粉(Tara powder)，又称刺云实粉。塔拉粉的主要成分为没食子单宁，其含量可 达47 60% (干基计)。塔拉单宁的特征结构是倍酸与D-奎尼酸的酯化产物。由于其豆 荚富含没食子单宁而引起了科研、产业、市场的青睐。同时，塔拉和塔拉单宁其作为天然多 酚的独有特性已引起了世界范围内广大学者与市场的关注与投入。特别是近20年以来，国 内五倍子价格的波动与飙升，使很多生产厂家进而转向进口塔拉粉生产塔拉单宁酸用以取 代五倍子单宁酸及其用来制备工业没食子酸和它的衍生物。塔拉单宁与五倍子单宁一样，也是属于分子量在500 3000之间植物多酚范畴。塔拉单宁的生产同传统的栲胶、五倍子单宁的加工生产一样，一般也是用水作溶 剂来浸提被浸单宁物料即刺云实荚粉，浸提液经浓缩、干燥制得塔拉单宁产品。但因不同的 单宁物料其组分不同，使得被浸出的单宁浸出液因原料的组分不同而差异很大。由于塔拉 粉物料固有的特性使塔拉单宁浸提液中含有大量的胶体性物质和不溶性胶粒，使得塔拉单 宁酸的加工生产按传统的栲胶、五倍子单宁酸加工工艺与设备难以顺利进行。因此，在塔 拉单宁加工工业化的生产中，对塔拉单宁浸提工艺提出了新的课题与要求，利用原栲胶、五 倍子单宁酸加工的浸提设备与工艺来生产塔拉单宁酸非常困难，包括罐组浸提器的间歇浸 提、平转型浸提器的连续浸提，其生产能力下降，溶液过滤速度慢，溶液中的胶体物质多，非 单宁成分偏高。即使勉为生产，其生产能力大大降低，而且生产出来的塔拉单宁产品也难以 达到用户的产品质量要求，即单宁含量偏低，不溶物偏高。其问题的症结在于塔拉单宁加工 技术与设备的规律性探索与科学研究滞后，不能满足生产与市场的需求，在生产中这些矛 盾非常突出。目前，国内五倍子及其下游没食子单宁衍生物产品价格的陡升，对塔拉单宁的加 工与生产提出了更为迫切的要求与需求。而塔拉在我国的引种成功更为迫切地要求其加工 生产的技术进步与创新。因此，本专利技术正是立足于当前国内外塔拉单宁酸加工生产的这一 突出矛盾与市场需求及其技术空白，进行塔拉单宁加工理论与新技术的专利技术，并旨在应用 于生产。在塔拉单宁的制备中主要采用水或溶剂法浸提塔拉粉的研究路线与工艺。 Reategui等报道用KOH-EtOAc混合物(3 1)提取塔拉单宁，仅产生少量的残渣和树脂； Rogers的实验是用粉碎的塔拉原料在35°C下浸提，其抽出率97% J.M. Garro Galvez et al报告塔拉单宁酸的制备工艺为塔拉粉水=1 4，65°C下浸提lh，浸提液被喷雾干燥 制得塔拉单宁酸，浸提收率阳%，其单宁含量59. 7 %，总糖量9. 6 %，其中葡萄糖的含量最 大，占3. 1%，而鞣花酸有6. 9% ；中国林科院林化所介绍采用3罐逆流浸提，在低温条件下 浸提乩，抽出率可以达到95%。尽管塔拉单宁的研究、利用报道很多，但塔拉单宁酸的固-液浸提的工业化技术 与设备在国内外尚未见专门的报道。我们已经知道，国内栲胶固一液浸提已经形成了比较成熟的加工技术与设备。但 是，由于栲胶加工原料大都是森林资源性天然树木原料，尽管森林是可再生资源，但树木生 长周期长，资源有限，因此使栲胶加工产业受到了“原料瓶颈”的制约，使得其发展不得不受 到“加工原料”资源蓄积量的限制。因此，后来五倍子的加工利用也大都填补了栲胶传统的 加工技术、设备与生产的空白，进行了五倍子单宁酸的生产。而五倍子资源的紧缺，即进而 转向进口塔拉粉的加工利用与开发，又传承了栲胶、五倍子工业单宁的加工技术与设备。从 固-液浸提、提取的原理来看栲胶、五倍子、塔拉粉的浸提，其浸提的基本原理似乎是一致 的。然而，由于栲胶、五倍子、塔拉粉的浸提原料与产品的组成不同，使其对各自的加工工艺 与设备提出了不同的要求。生产实践证明，栲胶、五倍子单宁的浸提与固液分离设备与工 艺难以满足塔拉单宁的工业化生产。栲胶、单宁加工工业中的原料粉碎度一直是一个难以逾越的界线。传统的栲胶、单 宁加工技术认为，高粉碎比的植物纤维单宁原料在浸提加工时会使原料结团，渗透速度降 低甚至恶化到浸提操作难以进行。从而影响浸提物料有效成分的浸出、渗透、传质、转液，最 终导致原料的抽出率降低，原料消耗增加。植物原料的浸提理论告诉我们，原料粉碎度是制 约浸提工艺及其设备结构与选型设计的关键。而粉碎原理告诉我们通过粉碎，可大大增加 浸提物料的比表面积，从而促使被浸提原料中提取成分的有效溶解、传质、扩散、浸出。如何将单宁植物原料中的有效成分充分和最大限度地提取出来，这是一个不竭的 研究课题。单宁植物原料的微细化与其提取成分的有效溶解、浸出与其植物体内的溶质的 吸收和其生物利用度之间有着密切的关系。因此，近些年来，超细粉碎技术与超微粉碎技术 应运而生，这些技术都是提高植物有效成分提取与利用的关键。可见，塔拉原料粉碎的微细粉化技术正是植物提取工艺的理论、工艺要求的必然， 只是我们的认识迟了一步、晚了一些。从塔拉粉进口原料的加工利用中我们得到了新的有 益的启示，这就是我们要取得塔拉粉末的有效利用就必须对塔拉单宁原料的物性及其加工 技术进行系统地研究的原因。就浸提这个化工传质过程而言，塔拉原料粉碎的微细粉化技 术可以说是浸提的条件与核心。近十几年来，提取技术发展十分活跃，相关提取(浸提)文献报道甚多。连续提 取大豆功能因子和浓缩蛋白生产新技术的研究与应用技术，主要采用了超声波击破细胞核 膜、多种溶剂萃取及膜分离技术。“混合萃取液、逆向分离大豆蛋白”的提取方法，使大豆蛋 白全部留存，蛋白在加工过程在几乎没有损耗。浸提技术表现在中药提取上的发展导致了多学科的互相渗透，促进了诸多新方 法、新工艺、新设备的产生。如半仿生提取法、超临界流体萃取法(SFE)、动态提取技术、超声 提取法、加压逆流提取法、超临界萃取法等研究与应用受到了广泛的关注。已有报道超临界流体萃取法(SFE)不适于单宁酸的提取。但也有报道超临界⑶2 萃取单宁酸获得了成功。动态提取技术在大豆异黄酮、皂甙、中草药有效成分的提取工艺中有所报道。大豆 异黄酮、皂甙提取工艺借鉴了现代中草药动态提取技术，采用了国内最新吸附材料和先进 的超滤膜及超声解离反渗透技术，在国内处于领先水平；动态提取技术在“丹芪偏瘫胶囊”工艺中也得以应用，主要针对处方中各味药有效成分进行不同方法的单独提取，可谓“各取 所需”，确保有效成分充分提取。伴随着中药现代化的迅速发展，各种先进的提取、分离技术在中药生产中的应用 越来越普遍，中药生产的现代化程度越来越高，传统的中药正在向现代中药转变。塔拉单宁 的提取与加工技术面临同样的选择。本专利技术最新在塔拉单宁加工中提出并运用了动态提取技术的原理，在塔拉单宁提 取技术中大胆地运用、尝试了双动态浸提技术。生产实践表明，动态浸提技术突破了传统的 栲胶、单宁加工技术的禁区与技术极限，取得了研究与应用的理论创新与最新成果。本研究的动态提取技术就是在增加浸提物料比表面积情况下，采用物料与溶液 的强制搅拌、循环翻腾的机械手段，最大限度地增加固一液相接触并旨在最短的时间内本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种塔拉工业级单宁酸的制备方法。其特征在于包括以下几步：第一步，商用塔拉粉采用４００型粉碎机，３７００ＲＰＮ，８０～１００目筛底。第二步，塔拉粉浸提工艺采用低温二罐三步双动态逆流提取工艺。一步浸提温度：３５～４５℃，二步浸提：４０～５０℃，三步浸提：４５～５５℃。一步浸提时间：０．５～１ｈｒ，二步浸提时间：０．５～１ｈｒ，三步浸提浸提时间：０．５～１ｈｒ。一步浸提固液比：１∶５～６，二步浸提固液比：１∶４～５，三步浸提固液比：１∶３～４。第三步，按上述浸提工艺将塔拉粉原料和水按固液比为１∶４～６加入双动态提取器、升温、保温、提取，制备塔拉粉末固液提取混合液。第四步，塔拉粉末固液提取混合液分离采用螺旋沉降离心分离（卧式螺旋卸料离心分离）工艺。塔拉粉末固液提取混合液含固相浓度２０～１５％，固相颗粒度≥０．００５ＭＭ，固／液比重差≥０．００５（固重液轻）。第五步，塔拉粉末固液提取混合液分离设备选用ＬＷ卧式螺旋卸料沉降离心机。第六步，塔拉粉末固液提取分离液采用泡沫分离、沉降分离耦合组合化工艺，塔拉粉末固液提取分离液的泡沫分离、沉降分离耦合化工艺设备采用四级扩散、耦合化分离设备。第七步，塔拉粉末固液提取分离液的泡沫分离、沉降分离液经板框压滤工艺过滤，板框压滤机的选择为通用型板框压滤机。材质要求忌铁。第八步，塔拉粉末固液提取分离液的泡沫分离、沉降分离液的板框压滤液经浓缩（短管蒸发或降膜蒸发等）、干燥（离心喷雾或压力喷雾干燥）即得到产品塔拉工业单宁酸。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙先玉，张宗和，孙博，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]