張皓(西北民族大學(xué)化工學(xué)院,甘肅蘭州730030)
活性炭用于果膠脫色精制的研究
張皓(西北民族大學(xué)化工學(xué)院,甘肅蘭州730030)
果膠有著很大的市場(chǎng),且需求量逐年增加。隨著愈加苛刻的市場(chǎng)需求,果膠的脫色精制就顯得尤為重要了。雖然在果膠脫色方面有著很多脫色劑可選,但無(wú)毒無(wú)害、價(jià)格低廉的活性炭脫色劑仍有著很大的市場(chǎng)。在實(shí)際的加工生產(chǎn)中,果膠的脫色精制往往靠果膠的透明度來(lái)判斷,而在這過(guò)程中又大多是依賴人的眼睛來(lái)大致判斷。因此,本文就活性炭的用量和脫色時(shí)間進(jìn)行了研究,在最低的花銷下為果膠的快速脫色提供了實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)。
活性炭;果膠;果膠脫色;透光率
果膠脫色過(guò)程中最重要的三項(xiàng)指標(biāo)是:脫色劑用量、脫色溫度、脫色時(shí)間。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程發(fā)現(xiàn),脫色溫度大都穩(wěn)定在60~65℃的范圍內(nèi),而脫色劑用量和脫色時(shí)間的選擇大都依賴生產(chǎn)直覺(jué)。
大孔脫色樹脂是近年來(lái)使用比較廣泛的脫色劑,但大孔脫色樹脂在安全性及性價(jià)比上都不如活性炭,因此本項(xiàng)目對(duì)活性炭用于果膠脫色進(jìn)行了初步的研究,并得出了脫色方法。
試劑(均為AR級(jí)):鹽酸、亞硫酸、磷酸、無(wú)水乙醇、活性炭。
儀器:萬(wàn)能粉碎機(jī)(常州市樂(lè)華干燥設(shè)備有限公司)、恒溫水浴鍋(上海精學(xué)科學(xué)儀器有限公司)、DZF-1ASB型真空干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)、SHZ-D(III)循環(huán)水式多用真空泵(河南省予華儀器有限公司)、LXJ-Ⅱ離心沉淀機(jī)(上海醫(yī)用分析儀器廠)、超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。
將蘋果放入粉碎機(jī)粉碎,把果渣置于40℃的水中(10倍體積)浸泡30 min,再用40℃的水洗滌3~4次,除去可溶性糖和色素等雜質(zhì),除水過(guò)濾,將果渣放在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中,在60℃的溫度下烘干,至吸水紙按壓無(wú)明顯水分時(shí)停止烘干操作。
取果渣5.00g,按固液比為1:20的比例加入蒸餾水,以磷酸亞硫酸混合液(1:2)為萃取劑,pH值調(diào)節(jié)為2.0,超聲波頻率采用50kHz,在70℃的水浴條件下加熱攪拌80min。
分別稱取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g活性炭粉末加入到100mL果膠液中,在60℃、保溫適當(dāng)時(shí)間的條件下進(jìn)行脫色處理。最后在4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心0.5h把活性炭除去。
取經(jīng)過(guò)脫色處理后的果膠液,測(cè)定果膠的得率和透光率,以此為指標(biāo)比較脫色效果。
4.1 活性炭用量對(duì)脫色的影響
不同質(zhì)量的活性炭,對(duì)脫色效果有著較大的影響。當(dāng)活性炭的用量不斷增加時(shí),活性炭對(duì)果膠的脫色能力愈強(qiáng),但是果膠的得率卻不斷減少。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)活性炭的用量為2.0g時(shí),有著較好的透光率和果膠得率。
圖1 活性炭用量對(duì)透光率的影響
圖2 活性炭用量對(duì)果膠得率的影響
4.2 脫色時(shí)間對(duì)脫色的影響
在100ml的果膠液中加入2.0g活性炭,在60℃的條件下分別保溫10、20、30、40、50min。經(jīng)過(guò)離心脫碳后分別測(cè)其透光率和果膠得率。
圖3 脫色時(shí)間對(duì)透光率的影響
圖4 脫色時(shí)間對(duì)果膠得率的影響
當(dāng)脫色時(shí)間變長(zhǎng)時(shí),果膠的脫色效果越好,但果膠的得率也同樣的不斷減少。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)脫色時(shí)間為20min時(shí),有著較好的透光率和果膠得率。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以明顯的看出,活性炭用量的增多和脫色時(shí)間的邊長(zhǎng)均會(huì)導(dǎo)致果膠得率的降低,這表明果膠的脫色精制是可行的。同時(shí),活性炭用量和脫色時(shí)間對(duì)果膠透光率的影響也是有選擇性的,即增加到相應(yīng)點(diǎn)時(shí)將不再變化。
同果膠的脫色精制一樣,在很多物質(zhì)的精制再加工方面,只尋找新的處理劑并不是最好的選擇。從某方面說(shuō),傳統(tǒng)的物質(zhì)還是具有很大的使用提升空間的。如何將舊物進(jìn)行改造升級(jí)或?qū)κ褂梅椒▋?yōu)化,將會(huì)是未來(lái)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要研究方向之一。
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張皓(1995-),男(漢族),現(xiàn)就讀于西北民族大學(xué)化工學(xué)院