[发明专利]一种板栗苞汽爆联产色素、栲胶和活性炭的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于天然生物质资源综合利用技术领域，特别涉及到一种板栗苞汽爆联产色素、栲胶和活性炭的方法。

【背景技术】

板栗(Castanea mollssima)属山毛榉科(fagaceae)，我国有极其丰富的板栗资源，目前全国板栗年产量已达到80万t以上，产量达到全世界板栗产量的60％-75％以上。板栗苞又名栗蓬、栗蒲壳，是板栗外层的包裹物，是板栗采摘后留下的废弃物，数量巨大。板栗苞主要由木质纤维素组成的，一般每产100kg板栗就有60～90kg干栗苞(包括空蓬和因病掉落的板栗苞)。

板栗苞含有丰富的单宁，是提取栲胶的好原料。栲胶是一种由植物性鞣料(又称天然单宁)提取液的浓缩物，有膏状物和固体两种产品。单宁的主要化学成分是具有多元酚羟基的有机化合物，易溶于水、乙醇、丙酮等溶剂中，略带酸性，具有涩味。栲胶主要用于制革、染料、塑料、日用化学品、地质钻探、有机化工等行业。栗苞是板栗种植区的一项大宗副产品，白白地烧掉，不仅污染了空气，而且非常可惜。

板栗苞、壳色素是一种水溶性好，着色力强，性质稳定的天然棕色素，且具有一定的抗氧化和抑菌作用，是目前世界上并不多见的性质稳定的天然色素之一。板栗苞、壳色素因其具有一定的抑菌作用，对大肠杆菌、痢疾杆菌和青霉菌均有杀灭作用，与同类药物相比，具有更显著的疗效。并且板栗苞、壳色素属于黄酮类色素，而黄酮类物质具有抗氧化、抗衰老的功效(肖迪，孙瑾凯，许芳.板栗球苞壳棕色素提取及性能研究.河南化工，2009，26：22-24)。板栗苞、壳色素热稳定性、耐光性等都较好，这是其他天然色素所不具备的。因此，板栗苞壳色素的提取受到了广泛关注。王力华等公开了一种板栗壳天然棕色素的生产方法，其技术方案是首先将板栗壳粉碎，然后以碱溶液浸提以提取色素(王力华，杨柏珍，韩桂云.一种板栗壳天然棕色素的生产方法，200410050753.X)(王力华，杨柏珍，韩桂云，许思明，李琳.一种板栗壳天然棕色素的提取方法，03133730.9)。

另一方面，近年来随着活性炭用途的不断扩展，需求量日益增大，大量植物废物和农果壳渣都可用于制备活性炭，如椰壳、杏仁壳、核桃壳、玉米芯、油茶壳、山茶籽、油棕壳、蔗渣、烟杆、麦秆、蚕豆壳、稻秆和棉秆等原料已在工业生产中应用。武汉理工大学刘理根和陈俊提出了一种以板栗壳为原料制备活性炭的方法，制得了破碎粒活性炭、粉状活性炭或球状活性炭(刘理根，陈俊.一种以板栗壳为原料制备活性炭的方法，200510019119.4)。但是从目前的专利及文献报道来看，对于板栗苞壳的利用还停留在单一产品开发层面，不仅难以实现板栗苞壳资源的最大化利用，而且产生较严重的污染问题。因此，建立板栗苞壳资源清洁无污染的高效资源利用生态产业链，具有非常重要的意义。

低压无污染蒸汽爆破技术(简称汽爆技术)近些年被广泛应用于造纸、饲料加工、药物提取等行业。它利用高温高压水蒸汽渗入物料组织的孔隙和细胞之中，然后瞬间高速释放出来，所产生的机械力可以产生一定程度上的机械撕裂作用，有效地破坏秸秆结晶结构，它本身成本较低，且从根本上解决了化学试剂的添加造成的二次污染问题，几乎可达到污染零排放。汽爆技术整合了化学水解和物理粉碎作用，能够在短时间(几分钟)内有效破坏原料细胞壁的致密结构。若将汽爆技术应用于板栗苞色素的提取及其综合利用，一方面可以提高板栗苞色素提取效率，另一方面可以减少提取耗水量。

【发明内容】

本发明在于提供一种板栗苞汽爆联产色素、栲胶和活性炭的方法，其特征在于本发明所要解决的技术问题可以通过以下方案来实现：

1、板栗苞蒸汽爆破处理得到汽爆板栗苞；

2、从汽爆板栗苞中提取色素和单宁，并经过滤分离滤液和滤渣；

3、步骤2中得到的滤液采用超滤膜过滤分离色素和单宁、色素溶液经减压蒸馏、喷雾干燥即得到纯化板栗苞色素，单宁溶液浓缩后制备栲胶；

4、步骤2中分离得到的提取渣经烘干后用于制备活性炭。

本发明所述的板栗苞蒸汽爆破处理，其特征在于板栗苞经pH值为6～12的水浸泡后置于蒸汽爆破装置中，于0.8～1.5MPa压力下维持2～10min，然后迅速释压，即得到汽爆板栗苞。

本发明所述的汽爆板栗苞中色素和单宁的提取方法，其特征在于将汽爆板栗苞与提取溶剂以1∶5～20混合，于85～100℃提取2～4h，所述的提取溶剂包括pH 8.0～12.0的碱性水溶液、30％～75％乙醇溶液；

本发明所述的汽爆板栗苞色素和单宁的分离方法，其特征在于以分子量范围为500～2000的超滤膜进行膜分离；