[发明专利]一种花青素的高效浓缩提取设备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及到花青素，具体是指一种针对花青素的高效浓缩提取设备及其应用。

背景技术

    花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素，属于类黄酮化合物。已开发的葡萄皮色素是开发最早且最丰富的花青素类色素，由葡萄科果实的果皮或葡萄酒酒厂的废料-- 葡萄渣，以水或乙醇萃取，后经精制、真空浓缩而得，花青素类色素广泛存在于所有深红色、紫色或蓝色的蔬菜水果。花青素在欧洲，被称为“口服的皮肤化妆品”尤其蓝莓花青素，营养皮肤，增强皮肤免疫力，应对各种过敏性症状。已经投入商业生产色素有葡萄皮色素、浆果类(草莓、覆盆子、杨梅、黑枸杞)、紫玉米、含有花青素的紫山药、萝卜红（胭脂萝卜）、蓝靛果、越橘红、黑米红等。具体来说，花青素有如下几种作用：有助于预防多种与自由基有关的疾病，包括癌症、心脏病、过早衰老和关节炎；增强免疫系统能力来抵御致癌物质；增强动脉、静脉和毛细血管弹性；保持血细胞正常的柔韧性从而帮助血红细胞通过细小的毛细血管，因此增强了全身的血液循环；花青素还具有抗辐射的作用，花青素颜色因pH值不同会发生变化，对于白领或是长期处于日晒、电辐射环境中的人群，花青素的功效可是不可或缺的；花青素可以促进视网膜细胞中的视紫质再生，预防近视，增进视力。

花青素的产量主要集中在中国，在花青素的生产过程中，从提取到产品，必然要经过浓缩工序。但由于花青素的耐温性不高，在浓缩过程会严重影响产品品质。一般企业选用刮板式薄膜蒸发器类型的浓缩装置，将花青素液体在温度60度下进行真空加热浓缩，并在极短时间内将较高温度的料液急速降温，通过减少料液高温的停留时间来降低对产品品质的破坏。通过这种方法浓缩，存在几大问题：1、浓缩费用很高，包含了加热和冷却的能量消耗，维持高真空度的能量消耗；2、设备产量很低，由于浓缩效率不高，导致浓缩设备较为庞大，占用生产场地过多；3、料液接触过高温后，导致色价降低，影响产品品质的提升。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种花青素的浓缩提取设备，该设备具有浓缩效率高，浓缩后产品品质优良，浓缩所需设备占用空间小，降低整体生产成本等优点。

为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：一种花青素的浓缩提取设备，包括多个阀门、原液入口、第一增压泵、袋滤器、精滤器、大孔径树脂柱组、储罐、第二增压泵、清洗液入口、高压泵、纳滤膜组、除菌过滤器、浓缩液出口、热交换器、保安精滤器、第一清洗液出口和第二清洗液出口，所述各个装置之间通过管道连接，所述管道包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道、第七管道、第八管道和第九管道，按溶液流动方向的入口端为首端，出口端为末端；

所述第一管道首端连接原液入口，末端连接大孔径树脂柱组，所述第二管道首端连接大孔径树脂柱组，末端连接原液入口，所述第三管道首端连接大孔径树脂柱组，末端连接储罐，所述第四管道首端连接储罐，末端连接纳滤膜组，所述第九管道首端连接纳滤膜组，末端连接第五管道，所述第五管道沿溶液流动方向依次连接第一清洗液出口、除菌过滤器和大孔径树脂柱组，所述第六管道首端连接纳滤膜组，末端分支成第七管道和第八管道，所述第七管道末端连接储罐，所述第八管道沿液体流动方向依次连接第二清洗液出口和浓缩液出口，所述第一管道上依次设有第一增压泵、袋滤器和精滤器，所述第四管道上依次设有第二增压泵、保安精滤器、清洗液入口和高压泵，所述第七管道上设有热交换器；。

所述花青素的高效浓缩提取设备的应用方法，采用膜技术对花青素进行浓缩提取，具体包括如下步骤：

a固液分离：将通过水和含花青素的原料混合、捣碎后制成的含有大量杂质的花青素原液A依次经过袋滤器和精滤器进行初步过滤，除去大部分大颗粒的杂质后，获得含少量杂质的花青素原液B；

b树脂纯化：将含有少量杂质的花青素原液B输入大孔径树脂柱组进行吸附处理，通过树脂的选择吸附，使得花青素吸附在树脂上，再对树脂进行反复清洗，直至清洗液中无可见的杂质为止；

c解吸：选用适合浓度的乙醇溶液进行解吸，将吸附在树脂上的花青素溶解到乙醇中，获得花青素的醇溶液C；

d浓缩：使用纳滤膜组将溶液C进行膜分离处理，将醇从溶液C中浓缩分离，获得花青素浓度高于溶液C十倍以上的花青素浓缩液D；

e干燥：通过干燥处理，获得花青素。

作为优选的，所述步骤a中，所述的原料为葡萄、紫玉米、黑枸杞、含有花青素的紫山药、越橘红中的至少一种。

作为优选的，所述步骤c中，所述乙醇溶液的浓度为40%～70%。