利用超聲波與有機(jī)酸從煙草廢棄物中提取果膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煙田廢棄物回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用超聲波-有機(jī)酸法提取煙草廢棄物的化學(xué)工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煙草廢棄物是指除了具有工業(yè)適用性的煙葉葉片外，煙草植株其他部位，如煙桿、煙根、煙花、煙杈、腋芽、打葉除掉的頂葉和腳葉作為煙草廢棄物，通常被大量丟棄在田間或儲(chǔ)存霉?fàn)€。我國是煙草種植大國，每年就有像這樣的煙草廢棄物就有幾十萬噸被浪費(fèi)，造成了資源的流失和環(huán)境的污染。煙草的綜合利用很早就被國家專賣局提出，2015年兩會(huì)更是對環(huán)境友好型生產(chǎn)制造業(yè)提出了更高的要求，煙草廢棄物的再利用需要引進(jìn)更多的科學(xué)技術(shù)含量。
[0003]果膠是一種天然高分子聚合物，其基本結(jié)構(gòu)是D-吡喃半乳糖醛酸，通常以部分甲酯化狀態(tài)存在，廣泛存在于高等植物(包括煙草)的根、莖、葉、果實(shí)等的細(xì)胞壁中。現(xiàn)在，用來提取果膠的原料主要有柑桔皮、向日葵盤、蘋果皮、西瓜皮、柿子皮等，而有關(guān)從煙草中提取果膠的論文、報(bào)告不多，但是通過研宄表明煙草中，特別是煙梗中的果膠含量豐富。傳統(tǒng)運(yùn)用在煙草中果膠的提取技術(shù)主要是無機(jī)酸提取法，提取劑主要是硝酸、鹽酸等，因其酸性、腐蝕性較強(qiáng)，所以對設(shè)備的成本要求較高，環(huán)境污染也較重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用超聲波與有機(jī)酸從煙草廢棄物中提取果膠的方法，以期望提高果膠的提取收率，減少工藝成本。
[0005]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種利用超聲波與有機(jī)酸從煙草廢棄物中提取果膠的方法，它包括以下步驟:
[0007]步驟一、將煙草廢棄物烘干，再粉碎成粉末過篩；
[0008]步驟二、用水與檸檬酸晶體配制有機(jī)酸溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為0.5至2.5，然后放入煙草廢棄物粉末；
[0009]步驟三、放入超聲功率為500至1000W的超聲儀下處理30至60min，得到渾濁液后抽濾，去濾渣后得到果膠粗提取液，再加入活性炭脫色，然后冷卻備用；
[0010]步驟四、用無水乙醇洗滌得到白色果膠，將該果膠真空干燥得到灰白色果膠，將其粉碎，得到產(chǎn)品。
[0011]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述步驟一中烘干采用電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱在50°C恒溫下干燥。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述步驟一中煙草廢棄物粉末過篩的大小為60至100目篩。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述水為超純水。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述步驟二中放入煙草廢棄物粉末后用玻璃棒攪拌，用于避免在超聲儀處理時(shí)有未被溶解的成團(tuán)粉末。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述步驟三中活性炭在60°C條件下脫色30min。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述步驟三中提取液過濾后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-4%的活性炭吸附脫色。
[0018]本發(fā)明還可以是:
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述步驟四中無水乙醇加入過程緩慢，并同時(shí)緩慢攪拌。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:
[0021]本發(fā)明的一種利用超聲波與有機(jī)酸從煙草廢棄物中提取果膠的方法，合理利用了煙草廢棄物，即是對廢棄資源的回收再利用，又是對環(huán)境污染的有效控制；通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，提高了果膠的產(chǎn)率，使其達(dá)到15%的收率，比乙醇提取法提高了 4%，并且提取工藝易于控制，比傳統(tǒng)的無機(jī)酸提取果膠更加的溫和、有效。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0023]果膠常存在于植物煙草的細(xì)胞壁和胞間層內(nèi)，可利用使生物質(zhì)破壁的技術(shù)，結(jié)合超聲波-有機(jī)酸法，即可提高提取效率，又可使提取工藝簡易、溫和，改變傳統(tǒng)方法中的不足。本發(fā)明中所指的煙草廢棄物，包括煙梗、煙桿、煙杈、煙末、煙莖和煙葉等。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但不限于實(shí)施例。
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種利用超聲波與有機(jī)酸從煙草廢棄物中提取果膠的方法，它包括以下步驟:
[0026]a.將煙草廢棄物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中50°C烘干，粉碎成粉末過篩，使大小均勻，優(yōu)選煙草廢棄物粉末過篩的大小為60至100目篩。
[0027]b.在燒杯中裝入超純水，加入檸檬酸晶體配制有機(jī)酸溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為0.5至2.5，然后放入煙草廢棄物粉末，放入煙草廢棄物粉末后可用玻璃棒不斷充分?jǐn)嚢?，以免在超聲儀處理時(shí)還有成團(tuán)的粉末未被溶解。
[0028]c.將燒杯放入超聲功率為500至1000W的超聲儀下處理30至60min，得到渾濁液后抽濾，去濾渣后得到果膠粗提取液，最后加適量活性炭在60°C條件下脫色30min，優(yōu)選地，提取液過濾后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-4%的活性炭吸附脫色；然后冷卻備用。
[0029]d.以無水乙醇洗滌得到白色果膠，無水乙醇最好緩慢加入，并慢慢攪拌，將該果膠真空干燥箱中70°C進(jìn)行干燥，最后得到灰白色果膠，將其粉碎，得到產(chǎn)品。
[0030]實(shí)施例2
[0031]a.將大田廢棄的煙桿處理干凈，放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中50°C烘干、篩選、去雜后，粉碎成粉末并過60目篩，使大小均勻。
[0032]b.將燒杯中裝入250ml超純水，緩慢加入檸檬酸晶體，攪拌均勻，用精密試紙調(diào)節(jié)溶液PH為2.5，然后放入處理好的煙草廢棄物粉末，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，使其均勻分布于有機(jī)溶液中。
[0033]c.把燒杯放入超聲儀下，使超聲儀內(nèi)的液面超過燒杯溶液液面，然后調(diào)節(jié)超聲儀功率至500W，處理時(shí)間持續(xù)30min。得到渾濁液后抽濾，去濾渣后得到果膠粗提取液，最后萃取液加3%活性炭在60°C條件下吸附脫色30min，冷卻備用。
[0034]d.最后緩緩加入無水