專利名稱：多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物化工技術(shù)，具體的說是一種多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝。
背景技術(shù)：
目前只有從黃姜中提取皂素工藝，還沒有一種成熟技術(shù)既無污染，耗能又低，又可實現(xiàn)從黃姜中提取皂素，同時還可綜合利用黃姜中其余有效成份。上世紀(jì)曾有從黃姜中先分離淀粉及纖維，再分別利用的工藝，但因皂素回收低于傳統(tǒng)工藝，無法推廣。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無污染，又可提高從黃姜中提取皂素的收率，同時還可綜合利用黃姜中其余有效成份的一種多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝。
本發(fā)明解決了過去黃姜加工長期以來皂素收率低，水污染無法治理，使淀粉、纖維素、半纖維素被充分利用，同時黃姜所含其它水溶有機(jī)物成為培養(yǎng)單細(xì)胞菌體蛋白基料被充分的再次利用。
本發(fā)明的工藝過程為(1)洗滌用水洗凈黃姜上的泥沙；(2)粉碎(打漿)向鮮黃姜中加3-3.5倍水，打成≤0.2mm的生料漿，(干黃姜打成≤0.25mm粉，加水為干黃姜重10倍，40-45℃溫水，泡4-5h)，使其成浠漿狀；(3)分離用機(jī)械法使料漿分離成I漿、II渣、III淀粉。將上述分離出的I漿返回黃姜粉碎工序，當(dāng)水用循環(huán)兩到三次變濃后，加皂甙沉淀劑—膽固醇，也可以是鉛Pb、銅Cu、鋇Ba的堿式鹽。上述分離出的II渣，過膠體磨，成纖維糊，纖維≤40μm，加熱滅菌后，依次加入淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶，得葡萄糖為主的水溶性糖；同時釋放夾帶皂甙；待酶化成渣糊，沉降式離心機(jī)分離出木質(zhì)素為主二次渣，作肥料、燃料，同時獲纖維轉(zhuǎn)化糖液，可加皂甙沉淀劑回收水溶皂甙，得脫皂甙后纖維轉(zhuǎn)化糖液，可綜合利用。上述分離出的III淀粉，淀粉經(jīng)過凈化作商品淀粉；淀粉雙酶化后制葡萄糖；淀粉與纖維轉(zhuǎn)化糖液合一，可代替糧食作為發(fā)酵工業(yè)的原料。分離出的II渣加工回收皂甙沉淀與I漿回收皂甙沉淀混合后，在38-42℃下發(fā)酵36-48h，可使皂甙轉(zhuǎn)化成次皂甙更徹底，再入水解罐，加硫酸(或者鹽酸)水解后濾出，洗凈、干燥、汽油(或者乙醇)萃取得皂素，洗出酸水，加氨中和后入光合池；上述加工過程廢水及綜合利用所產(chǎn)二次廢水中和后入光合菌田，作光合菌培養(yǎng)基，產(chǎn)單細(xì)胞菌體蛋白(SCP)，同時，使濾菌水COD下降九成多，再入好氧生物流化床降解后，可達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明工藝簡單，實用性強(qiáng)，皂素回收高于傳統(tǒng)法10-14％，無機(jī)酸耗節(jié)約90％，多回收糖20％，尤其脫皂甙漿液直排，使綜合利用的糖制食品質(zhì)量不再因黃姜水苦澀及霉變雜味而影響品質(zhì)。使產(chǎn)品效益大增，資源利用率由不足1％升至90％以上，本發(fā)明既實現(xiàn)了資源綜合利用，又從源頭實現(xiàn)了治污，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的，中試后證明切實可行。本發(fā)明適用于皂素業(yè)加工業(yè)使用，更適合于在皂素業(yè)主產(chǎn)區(qū)—漢江中游兩岸推廣使用。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步祥細(xì)說明本發(fā)明的工藝過程為(1)洗滌用水洗凈黃姜上的泥沙；(2)粉碎(打漿)向鮮黃姜中加3-3.5倍水，打成≤0.2mm的生料漿，(干黃姜打成≤0.25mm粉，加水為干黃姜重10倍，40-45℃溫水，泡4-5h)，使其成浠漿狀；(3)分離用機(jī)械法使料漿分離成I漿、II渣、III淀粉。上述分離出的I漿—是黃姜內(nèi)已水溶部分，其中含水溶皂甙占原料總皂甙≥90％，將所得I漿返回黃姜粉碎工序，當(dāng)水用，循環(huán)用兩到三次，濃度提高后，加入皂甙沉淀劑，(皂甙沉淀劑可用甾醇類如膽固醇等，也可用鉛Pb、銅Cu、鋇Ba堿式鹽，本工藝選用如Ba(OH)2·8H2O用量與漿液內(nèi)含皂素量等重—按分子數(shù)計，Ba(OH)2·8H2O約過量30％)。脫皂甙漿液加硫酸銨，使過量Ba++以BaSO4↓脫毒后，直排光合菌田，作菌體培養(yǎng)基再利用。分離出的II渣，是以黃姜內(nèi)纖維為主，夾帶少量淀粉皂甙的水不溶物，過膠體磨，使纖維成＞95％為≤40μm纖維糊，加熱滅菌，再降溫后，依次加入α—淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、半纖維酶、果膠酶等多酶，其酶化溫度、添加劑、酶用量、酶化時間、酶化效果檢測方法等，與常規(guī)酶法一樣，在經(jīng)多酶聯(lián)合作用下，渣中纖維素、半纖維素及淀粉充分糖化，夾帶皂甙釋放，(占皂甙總量近10％)用沉降離心機(jī)分離，分離出以木質(zhì)素為主二次渣(約占鮮黃姜重3-4％)，可作肥料、燃料。分離出纖維轉(zhuǎn)化糖液，用上述沉淀法回收皂甙，脫皂甙漿料，加硫酸銨脫鋇毒后，當(dāng)糖料綜合利用。上述分離出的III淀粉洗凈、干燥后作商品淀粉；也可加雙酶化后，制取葡萄糖；但最好與回收纖維轉(zhuǎn)化糖液合一，可代替糧食作為發(fā)酵工業(yè)的原料，獲高附加值利用。將分離出的II渣中回收皂甙沉淀與I漿回收皂甙沉淀混合后，在38-42℃下發(fā)酵48h，入水解罐，加硫酸(或者鹽酸)水解后，濾出渣，洗凈干燥后，用汽油(或者乙醇)萃取得皂素，洗出含酸不多的酸水，加氨中和后入光合池；上述加工過程廢水及綜合利用所產(chǎn)的二次廢水中和后作光合菌培養(yǎng)基，入光合菌田，產(chǎn)單細(xì)胞菌體蛋白(SCP)，同時使濾菌水COD降解九成許，濾菌水經(jīng)好氧生物流化床降解后，可達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明工藝以多酶代替無機(jī)酸使淀粉纖維成水溶性糖，可高效綜合利用，加皂甙沉淀劑回收水溶皂甙，解決了舊工藝皂素回收率低，淀粉、纖維含糖無法利用的難題，又比新式膜分離法回收皂素簡單，無膜孔常堵塞難題，一改傳統(tǒng)酸法，原料必須全部水解，為只水解皂甙沉淀物一小部分，從而節(jié)約無機(jī)酸90％也就減少了含酸高治污難題，加之糖利用后，廢水有機(jī)物大半資源化，廢水治污量就大減，從而使治污難題迎刃而解，分離黃姜與水溶物之漿料脫皂甙后，直排光合菌田，使回收糖液綜合利用生產(chǎn)的食品質(zhì)量，不再因黃姜水苦澀及霉變雜味而影響品質(zhì)。使綜合利用產(chǎn)品大幅升值。本發(fā)明適用于皂素業(yè)加工業(yè)使用，更適合于在皂素主產(chǎn)區(qū)—漢江中游兩岸推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝，其特征在于將黃姜經(jīng)過(1)洗滌用水洗凈黃姜上的泥沙；(2)粉碎(打漿)向鮮黃姜中加3-3.5倍水，打成≤0.2mm的生料漿，(干黃姜打成≤0.25mm粉，加水為干黃姜重10倍，40-45℃溫水，泡4-5h)，使其成浠漿狀；(3)分離用機(jī)械法使料漿分離成I漿、II渣、III淀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝，其特征在于分離出的I漿返回黃姜粉碎工序，循環(huán)兩到三次變濃后，加皂甙沉淀劑-膽固醇，也可以是鉛Pb、銅Cu、鋇Ba的堿式鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝，其特征在于分離出的II渣，過膠體磨，成纖維糊，纖維≤40μm，加熱滅菌后，依次加入淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶，得葡萄糖；同時釋放夾帶皂甙；待酶化成渣糊，沉降式離心機(jī)分離出木質(zhì)素為主二次渣，作肥料、燃料，同時獲纖維轉(zhuǎn)化糖液，可加皂甙沉淀劑回收水溶皂甙，得脫皂甙后纖維轉(zhuǎn)化糖液，可綜合利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝，其特征在于分離出的III淀粉，淀粉經(jīng)過凈化作商品淀粉；淀粉雙酶化后制葡萄糖；淀粉與纖維轉(zhuǎn)化糖液合一，可代替糧食作為發(fā)酵工業(yè)的原料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝，其特征在于分離出的II渣加工回收皂甙沉淀與I漿回收皂甙沉淀混合后，在38-42℃下發(fā)酵36-48h，可使皂甙轉(zhuǎn)化成次皂甙更徹底，再入水解罐，加硫酸(或者鹽酸)水解后濾出，洗凈、干燥、汽油(或者乙醇)萃取得皂素，洗出酸水，加氨中和后入光合池；上述加工過程廢水及綜合利用所產(chǎn)二次廢水中和后入光合菌田，作光合菌培養(yǎng)基，產(chǎn)單細(xì)胞菌體蛋白(SCP)，同時，使濾菌水COD下降九成多，再入好氧生物流化床降解后，可達(dá)標(biāo)排放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物化工技術(shù)，具體的說是一種多酶法黃姜提取皂素資源綜合利用清潔生產(chǎn)新工藝。本發(fā)明用黃姜作原料，分離出I漿、II渣、III淀粉。I漿加皂甙沉淀劑回收，其余漿液直排光合菌田作菌體培養(yǎng)基。II渣磨成微細(xì)漿，加多酶合纖維素、半纖維素、淀粉酶解成水溶性糖，釋放夾帶皂甙，酶化料分離出木質(zhì)素作肥料、得纖維轉(zhuǎn)化糖液，沉淀回收皂甙，脫皂甙糖液綜合利用。III淀粉凈化后可替代糧食作發(fā)酵工業(yè)原料。上述回收I漿、II渣中皂甙沉淀經(jīng)發(fā)酵后加酸水解，汽油萃取得皂素。本發(fā)明工藝簡單，皂素、糖回收率高，酸耗少，從源頭治污，實現(xiàn)了資源綜合利用，經(jīng)中試后證明切實可行。它特別適用于在皂素主產(chǎn)區(qū)—漢江中游兩岸推廣使用。
文檔編號C12P33/00GK1597977SQ20041002636
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者朱作遠(yuǎn) 申請人:朱作遠(yuǎn)