Способ получения антоцианового красителя из растительного сырья

 

Использование: в пищевой промышленности, в частности, при производствах пищевых красителей из растительного сырья. Сущность изобретения: экстракцию сырья осуществляют в непрерывном потоке экстрагента с одновременным генерированием за счет экзотермического эффекта их растворения в поле ультразвуковых колебаний, происходит отделение экстракта и его концентрирование с получением целевого продукта.

Изобретение относится к технологии получения антоцианового красителя из растительного сырья и может быть использовано в пищевой промышленности.

Известен способ получения антоцианового красителя из растительного сырья, предусматривающий экстрагирование антоциансодержащего сырья водным раствором кислоты или/и спирта в поле ультразвуковых колебаний, отделение экстракта и его концентрирование с получением целевого продукта [1] Недостатком этого способа является высокая энергоемкость.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости за счет исключения внешнего энерговвода при создании ультразвуковых колебаний в экстракционной смеси.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения антоцианового красителя из растительного сырья, предусматривающем экстракцию антоциансодержащего сырья водным раствором кислоты и/или спирта в поле ультразвуковых колебаний, отделение экстракта и его концентрирование с получением целевого продукта, согласно изобретению, экстракцию осуществляют в непрерывном потоке экстрагента, при этом воду и кислоту и/или спирт на стадию экстракции подают раздельно и смешивают с получением раствора непосредственно при введении в обрабатываемое сырье.

Это позволяет снизить энергоемкость способа за счет использования энергии экзотермического эффекта растворения кислоты и/или спирта в воде на генерирование в экстракционной смеси ультразвуковых колебаний.

Способ реализуется следующим образом.

Подготовленное антоциансодержащее сырье, например измельченные выжимки черноплодной рябины, лепестки шток-розы розовой, дробленую краснокачанную капусту или лузгу подсолнечника, загружают в непрерывнодействующий экстрактор, предпочтительно противоточный, и перемещают по нему. Одновременно в него подают двумя раздельными потоками воду и кислоту и/или спирт, например воду и олеум, например в соотношении объемных расходов 5:1, или воду и безводный этиловый спирт, например в соотношении 3:2, или воду, безводную сернистую кислоту и безводный метиловый спирт, например в соотношении 10:1:4. При взаимодействии в экстракционном объеме воды со спиртом и/или кислотой и их смешивании с последующим растворением за счет экзотермического эффекта реакции взаимодействия часть воды и/или спирта и/или кислоты переходит в газовую фазу с образованием множества пузырьков на границе контакта смешиваемых жидкостей. Образование каждого пузырька сопровождается возникновением и распространением ударной волны. Дальнейшее перемешивание экстрагента в экстракционном объеме приводит к полному растворению смешиваемых жидкостей и исчезновении зон локального перегрева.

В результате теплообмена с полученным раствором образовавшиеся на стадии его приготовления пузырьки охлаждаются до температуры конденсации и конденсируются со схлопыванием кавитационных полостей. Схлопывание каждого пузырька также сопровождается возникновением и распространением ударной волны. Поскольку пузырьки газовой фазы компонентов экстрагента образуются и схлопываются в больших количествах, то колебания давления в экстракционной смеси происходят с ультразвуковой частотой.

В поле ультразвуковых колебаний происходит разрушение клеточных оболочек сырья с развитием поверхности контакта фаз, падение диффузионного сопротивления сырья, ускоренное обновление поверхности контакта фаз и уменьшение толщины ламинарного пограничного слоя на границе раздела фаз. В поле ультразвуковых колебаний возрастает растворимость антоциановых соединений в воде. Кроме того, перемещение пузырьков газовой фазы в экстракционной смеси турбулизируют ее течение и ускоряет процесс обновления поверхности контакта фаз. Все перечисленные эффекты интенсифицируют процесс экстракции, при этом генерирование ультразвуковых колебаний происходит непосредственно в экстракционной смеси, что снижает их диссипацию, и без внешнего энерговвода, что в целом снижает энергоемкость данной технологической операции. Из экстрактора шрот отработанного сырья и экстракт выводят раздельно, после чего экстракт концентрируют выпариванием или обратным осмосом с получением целевого продукта.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить энергоемкость получения антоцианового красителя при одновременной интенсификации процесса экстракции за счет отсутствия внешнего энерговвода при генерировании ультразвуковых колебаний, снижения их диссипации и дополнительной турбулизации течения экстракционной смеси образующимися и схлопывающимися в процессе генерирования ультразвуковых колебаний в экстракционной смеси пузырьками газовой фазы.

Формула изобретения

1 Способ получения антоцианового красителя из растительного сырья, предусматривающий экстракцию антоцианового сырья водным раствором кислоты и/или спирта в поле ультразвуковых колебаний, отделение экстракта и его концентрирование с получением целевого продукта, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют в непрерывном потоке экстрагента, при этом водный раствор получают путем раздельной подачи воды и кислоты и/или спирта из стадии экстракции и смешивания их непосредственно при введении в обрабатываемое сырье.