天然色素膜工艺应用

栏目:化工制药

1、技术背景

天然色素是由天然资源获得的食用色素,主要从动物和植物组织及微生物(培养)中提取的色素,其中植物性着色剂占多数。

膜分离技术以压力为驱动力,依靠传输介质膜实现对天然色素提取的杂质按不同分子量、不同分子尺度的物质进行分离和提纯浓缩而不发生相变化,也无须添加任何化学成分,使得果汁加工过程更加接近于自然。随着新型膜分离技术的不断发展,将膜过滤技术应用在天然色素的生产,不仅可以提高天然色素的生产收率,还可以去除副染料及小分子杂质、提升产品质量、降低生产成本。

在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有微滤、超滤和纳滤:

微滤/超滤:用于生产天然色素的澄清,替代了传统澄清方法,它能将悬浮物及大分子杂质进行脱除,如纤维素、黏液质、树胶、胶体、淀粉、鞣质、蛋白质、多糖、多肽、树脂等成分。杂质进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。

纳滤:天然色素纳滤膜分离浓缩,常用于天然色素常温下的浓缩/除水,通常与蒸发器、喷雾干燥器等联用,过滤时,水、灰分及部分小分子杂质(如红曲红中桔霉素)透过,色素则被膜截留浓缩,实现浓缩脱水以及除杂质的双重目的。

2、天然色素除杂浓缩纯化的膜分离工艺应用实例

1)红曲红色素

传统生产工艺:

玉米,淀粉——发酵——板框过滤——调等电点沉降——酶解——离心机分离——离心分离液喷干——成品包装

在等电点结晶与离心机分离时色素的损失将超过20%;同时离心分离液浓度过低,仅在3%左右,喷雾干燥能耗高。

加入膜分离技术后的新工艺:

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u  发酵液经陶瓷膜处理后可显著提高料液的澄清度,对比板框压滤的滤液质量得到显著提升,同时自动化程度高,大大节约人工成本。

u  超滤膜工艺可截留料液中的大分子杂质,红曲红色素进入透过液,将杂质与产品有效分离,提升了产品质量。

u  纳滤膜浓缩工艺可回收上清夜中的剩余色素,提高收率20%以上,同时离心分离液经超滤后滤液澄清透明,杂质少;纳滤膜在常温的条件下进行预浓缩避免了升温蒸发对色素的破坏提高成品质量,浓缩液浓度可达20-30%,节省喷干成本(纳滤浓缩的除水成本在20-30/吨水,喷雾干燥除水成本在80-100/吨水)。该工艺的应用色素的效价提炼收率将接近100%,且由于副产品的脱除成品色阶将比原工艺提高15-30%

u  此外,桔霉素的分子量为200-300之间,小于红曲红色素的分子量,通过选择一定截留分子量的纳滤膜可将部分的桔霉素透析出来,起到除杂的作用,提升了产品质量。

2玫瑰茄红色素

传统生产工艺:

玫瑰茄——清洗——切碎——浸提——过滤——滤液——离心——蒸发浓缩——干燥——成品

加入膜分离技术后的新工艺:

玫瑰茄——清洗——切碎——浸提——陶瓷膜过滤——滤液——纳滤浓缩——干燥——成品   

沁浩膜技术不断致力于工业膜分离技术的应用推广,在医药、化工、食品、水处理工业过程中积累了许多有益的经验,可根据客户的工艺要求研究开发适合其特定分离要求的膜分离的技术与设备。