破乳法提取辣椒精關鍵技術研究與示范-隆平高科八師科技進步獎-匯報課件

1

項目名稱：破乳法提取辣椒精關鍵技術研究與示范

申報類別：八師科技進步獎

承擔單位：新疆隆平高科紅安種業(yè)有限責任公司

組織單位：八師石河子市科學技術局日期：2014年12月24日1

項目名稱：破乳法提取辣椒精關鍵技術研究與示范

申報類別：2匯報綱要項目簡介二.項目研究思路方案三.任務指標完成情況四.同類技術比較及研究創(chuàng)新點五.項目成果轉(zhuǎn)化及所取得相關效益六.技術研究存在的問題及解決措施2匯報綱要項目簡介3一、項目簡介1、項目背景辣椒精是辣椒呈辣物質(zhì)的濃縮產(chǎn)物，是一種高附加值產(chǎn)品，廣泛應用于食品工業(yè)，市場認可度較高，辣椒精進一步結(jié)晶純化可生產(chǎn)出辣椒堿晶體，在醫(yī)學、軍事、特種涂層、生化等領域有著極高的研究和經(jīng)濟價值，國內(nèi)、國際市場對辣椒精和辣椒堿的需求前景廣闊。新疆特有自然資源優(yōu)勢、機械化種植優(yōu)勢和無疫區(qū)優(yōu)勢，適合大規(guī)模、標準化農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，利用新疆辣椒資源優(yōu)勢，加速農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢資源，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入，具有經(jīng)濟與社會發(fā)展的雙重意義。2、技術類型該項目技術主要應用于天然產(chǎn)物提取、分離和純化技術領域，針對眾多天然產(chǎn)物的生理活性或特殊功能，如著色劑、調(diào)味劑、藥物活性等。3一、項目簡介1、項目背景4一、項目簡介3、工藝特點破乳法提取辣椒精工藝分為兩部分，第1步紅辣素破乳、脫膠工藝；第2步優(yōu)化辣椒精精制工藝。其技術特點：對現(xiàn)行辣椒精提取工藝進行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)一步法脫膠、脫辣工藝，采用先脫膠、后脫辣二步法，其中紅辣素破乳脫膠是技術創(chuàng)新的關鍵工藝，解決辣椒紅色素和辣椒精分離困難、產(chǎn)品存在質(zhì)量問題等缺陷，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4、成果應用破乳法提取辣椒精生產(chǎn)工藝主要應用在辣椒紅色素生產(chǎn)行業(yè)，該技術經(jīng)過小試試驗、中試效果驗證和規(guī)模化試生產(chǎn)，取得良好效果，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升，物耗、能耗等生產(chǎn)成本降低，該技術在我公司南、北疆生產(chǎn)基地進行技術成果推廣，現(xiàn)已形成年產(chǎn)150噸破乳法生產(chǎn)辣椒精加工生產(chǎn)線；2013年度公司辣椒精銷售數(shù)量249噸，銷售額3948萬。4一、項目簡介3、工藝特點5二、項目研究思路方案

1、現(xiàn)行行業(yè)存在的主要問題原料特性：紅辣素是辣椒紅色素和辣椒精混合體，同時含有多糖、磷脂類等膠質(zhì)物，與目標物形成均一穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，給辣椒紅色素與辣椒精的有效分離帶來了困難。

技術特征：現(xiàn)行辣椒精提取工藝采用一步法脫膠、脫辣，通過多次液液萃取分離，得到辣椒紅色素和辣椒精，膠質(zhì)物通過離心機排渣將其去除，其工藝缺陷：a、由于目標物與膠質(zhì)物乳化，需通過多次液液萃取分離，溶耗和能耗偏高，產(chǎn)能受限；b、膠質(zhì)物通過離心機排渣去除，同時會帶出較多紅色素和辣椒精，紅渣二次處理不易，處理成本偏高。

質(zhì)量缺陷：膠質(zhì)物處理不徹底，殘存在辣椒紅色素和辣椒精成品中，造成產(chǎn)品沉降物含量高，流動性差，長時間存放，容器底部和產(chǎn)品中下層會出現(xiàn)黏稠物，造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。5二、項目研究思路方案1、現(xiàn)行行業(yè)存在的主要問題6二、項目研究思路方案2、項目解決的主要問題

（1）紅辣素的破乳、脫膠工藝：由于膠質(zhì)物的存在，生產(chǎn)上造成辣椒紅色素與辣椒精分離困難，產(chǎn)品質(zhì)量上存在沉降物含量高、流動性差的缺陷。為解決現(xiàn)行工藝問題，提出先脫膠、后脫辣兩步法生產(chǎn)工藝，首先解決紅辣素破乳、脫膠工藝，將紅辣素沉降物含量降至3%以下。（2）優(yōu)化辣椒精精制工藝，解決產(chǎn)品質(zhì)量問題：在紅辣素破乳、脫膠工藝基礎之上，沉降物含量大幅減少，優(yōu)化紅辣素脫辣、精制工藝，提高萃取效率、減少萃取遍數(shù)，降低溶耗和能耗，提高產(chǎn)能，改善產(chǎn)品質(zhì)量。6二、項目研究思路方案2、項目解決的主要問題7二、項目研究思路方案

3、項目主要研究內(nèi)容和技術路線（1）紅辣素破乳工藝的研究研究紅辣素破乳脫膠工藝的主要影響因子，采用不同破乳劑及破乳條件的試驗選擇最佳組合，得到破乳最佳工藝參數(shù)，評價指標：色價、辣度得率≥98%,沉降物含量≤3%，解決造成生產(chǎn)分離困難、產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的源頭問題。（2）優(yōu)化辣椒精脫辣、精制工藝的研究通過良好破乳工藝得到的紅辣素，優(yōu)化紅辣素脫辣工藝參數(shù)，針對脫辣液濃度、料液比、萃取溫度和萃取遍數(shù)進行試驗研究，使辣椒精、辣椒紅色素高效分離，減少萃取遍數(shù)，再采用真空、低溫、攪拌和充N2夾帶等精制工藝，得到優(yōu)質(zhì)的辣椒精產(chǎn)品。7二、項目研究思路方案3、項目主要研究內(nèi)容和技術路線8二、項目研究思路方案（3）研究技術路線8二、項目研究思路方案（3）研究技術路線9三、任務指標完成情況

課題組主要解決生產(chǎn)實際問題為目標，針對主要研究內(nèi)容進行試驗研究和生產(chǎn)論證，基本達到預期目標，具體情況見下表考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成狀況技術指標通過破乳法精制得到的辣椒精產(chǎn)品，油溶性溶殘＜50ppm，沉淀物含量≤0.5%，丙酮不溶物含量≤1%，辣椒精辣度達到1%以上；

1、制定了紅辣素脫膠工藝和辣椒精精制工藝操作規(guī)程。2、通過破乳法制得到的辣椒精產(chǎn)品，油溶性溶殘未檢出，沉淀物含量未檢出，丙酮不溶物含量0.36%，辣椒精辣度2.2%，完成預期技術指標。

9三、任務指標完成情況課題組主要解決生產(chǎn)實際問題為目10三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成狀況經(jīng)濟指標實現(xiàn)年產(chǎn)值450萬元人民幣左右，建成年產(chǎn)150噸破乳法提取辣椒精加工生產(chǎn)線

1、2013年度公司辣椒精銷售數(shù)量249噸，銷售額3948萬。2、破乳法提取辣椒精生產(chǎn)技術在我公司南、北疆生產(chǎn)基地進行技術成果推廣，現(xiàn)已形成年產(chǎn)150噸辣椒精生產(chǎn)能力。10三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成11三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成狀況研究成果優(yōu)質(zhì)辣椒精產(chǎn)品；申報紅辣素破乳工藝、辣椒精精制工藝技術專利

破乳工藝生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)辣椒精產(chǎn)品；辣椒精質(zhì)量檢測報告；破乳法生產(chǎn)辣椒精操作規(guī)程一套；破乳法提取辣椒精工藝的成果查新報告；紅辣素破乳工藝發(fā)明專利受理書11三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成12三、任務指標完成情況

12三、任務指標完成情況13三、任務指標完成情況13三、任務指標完成情況14三、任務指標完成情況14三、任務指標完成情況15四.同類技術比較及研究創(chuàng)新點1、同類技術比較國內(nèi)有關辣椒紅色素、辣椒精提取方法，多為超臨界萃取或溶劑萃取法，本研究使用方法是溶劑萃取法，就是利用辣椒紅色素和辣椒堿在乙醇水溶液中的溶解差異性將兩者分開，通過多次液液萃取，然后分別濃縮、精制成辣椒紅色素和辣椒精，該方法的缺陷是紅辣素粗品本身雜質(zhì)物較多，直接萃取分離，導致有效萃取效率低，產(chǎn)品純度不高。2、研究創(chuàng)新點本研究方法類似于同行業(yè)生產(chǎn)技術，不同點在于對生產(chǎn)工藝進行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)一步法脫膠、脫辣工藝，采用先脫膠、后脫辣二步法，紅辣素破乳、脫膠是其關鍵工藝，有效解決辣椒紅色素和辣素分離困難、產(chǎn)品存在質(zhì)量問題等缺陷，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并申報“紅辣素脫膠方法”技術發(fā)明專利。

15四.同類技術比較及研究創(chuàng)新點1、同類技術比較16五.項目成果轉(zhuǎn)化及所取得相關效益1、成果轉(zhuǎn)化及帶來的直接經(jīng)濟效益破乳法提取辣椒精生產(chǎn)技術采用鹽析破乳工藝，破乳后的紅辣素沉降物含量由原來的17%降到3%以下，色價損失＜5%，對紅辣素破乳效果良好；在紅辣素良好破乳、脫膠的工藝基礎之上，采用碟式離心機萃取分離4-5遍可將辣椒紅色素和辣椒精徹底分離（原工藝至少六遍），提高近20%的生產(chǎn)效率，同時提高了產(chǎn)品品質(zhì)，辣椒精流動性良好，長期放置無沉淀，溶殘未檢出，沉淀物含量未檢出，丙酮不溶物≤1%，辣椒精辣度1%以上，形成破乳法提取辣椒精生產(chǎn)操作規(guī)范。破乳法提取辣椒精生產(chǎn)技術先后在我公司南、北疆辣椒紅色素生產(chǎn)基地—新疆隆平高科弘安天然色素有限公司、新疆隆平紅安生物科技有限責任公司進行技術成果推廣，形成年產(chǎn)150噸辣椒精生產(chǎn)能力，2013年度公司辣椒精銷售數(shù)量249噸，銷售額3948萬2、社會效益該項目的推廣和實施可帶動和促進區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，推動優(yōu)質(zhì)辣椒基地的建設，通過辣椒深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動區(qū)域種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，增強龍頭企業(yè)的帶動能力，全面提升辣椒產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平，實現(xiàn)“農(nóng)民增收、企業(yè)增效”的雙贏目標。16五.項目成果轉(zhuǎn)化及所取得相關效益1、成果轉(zhuǎn)化及帶來的直接17六.技術研究存在的問題及解決措施

該項目現(xiàn)已解決紅辣素脫膠難題，并優(yōu)化了紅辣素脫辣工藝，降低了能耗、物耗，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，但還存在以下問題待以解決：1、水化脫膠致使脫辣液含水量較多，增加蒸發(fā)負荷；措施：選擇安全、不發(fā)生交叉污染的物理或化學方法，如膜過濾或吸水劑，在辣椒精濃縮、精制前除去大部分水分，減輕溶劑蒸發(fā)負荷，縮短精制時間，提高生產(chǎn)效率，進一步完善生產(chǎn)工藝。2、下層紅渣的再處理；措施：選擇極性較弱的單溶劑或復合溶劑，將辣椒紅色素和辣椒精從紅渣中提取，經(jīng)過進一步濃縮、富集，再采用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝來生產(chǎn)辣椒紅色素和辣椒精產(chǎn)品，減少環(huán)保壓力，提高產(chǎn)品得率，降低生產(chǎn)成本。

17六.技術研究存在的問題及解決措施該項目現(xiàn)已解決18請專家批評指正18請專家批評指正19

項目名稱：破乳法提取辣椒精關鍵技術研究與示范

申報類別：八師科技進步獎

承擔單位：新疆隆平高科紅安種業(yè)有限責任公司

組織單位：八師石河子市科學技術局日期：2014年12月24日1

項目名稱：破乳法提取辣椒精關鍵技術研究與示范

申報類別：20匯報綱要項目簡介二.項目研究思路方案三.任務指標完成情況四.同類技術比較及研究創(chuàng)新點五.項目成果轉(zhuǎn)化及所取得相關效益六.技術研究存在的問題及解決措施2匯報綱要項目簡介21一、項目簡介1、項目背景辣椒精是辣椒呈辣物質(zhì)的濃縮產(chǎn)物，是一種高附加值產(chǎn)品，廣泛應用于食品工業(yè)，市場認可度較高，辣椒精進一步結(jié)晶純化可生產(chǎn)出辣椒堿晶體，在醫(yī)學、軍事、特種涂層、生化等領域有著極高的研究和經(jīng)濟價值，國內(nèi)、國際市場對辣椒精和辣椒堿的需求前景廣闊。新疆特有自然資源優(yōu)勢、機械化種植優(yōu)勢和無疫區(qū)優(yōu)勢，適合大規(guī)模、標準化農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，利用新疆辣椒資源優(yōu)勢，加速農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢資源，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)民收入，具有經(jīng)濟與社會發(fā)展的雙重意義。2、技術類型該項目技術主要應用于天然產(chǎn)物提取、分離和純化技術領域，針對眾多天然產(chǎn)物的生理活性或特殊功能，如著色劑、調(diào)味劑、藥物活性等。3一、項目簡介1、項目背景22一、項目簡介3、工藝特點破乳法提取辣椒精工藝分為兩部分，第1步紅辣素破乳、脫膠工藝；第2步優(yōu)化辣椒精精制工藝。其技術特點：對現(xiàn)行辣椒精提取工藝進行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)一步法脫膠、脫辣工藝，采用先脫膠、后脫辣二步法，其中紅辣素破乳脫膠是技術創(chuàng)新的關鍵工藝，解決辣椒紅色素和辣椒精分離困難、產(chǎn)品存在質(zhì)量問題等缺陷，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。4、成果應用破乳法提取辣椒精生產(chǎn)工藝主要應用在辣椒紅色素生產(chǎn)行業(yè)，該技術經(jīng)過小試試驗、中試效果驗證和規(guī)?；嚿a(chǎn)，取得良好效果，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提升，物耗、能耗等生產(chǎn)成本降低，該技術在我公司南、北疆生產(chǎn)基地進行技術成果推廣，現(xiàn)已形成年產(chǎn)150噸破乳法生產(chǎn)辣椒精加工生產(chǎn)線；2013年度公司辣椒精銷售數(shù)量249噸，銷售額3948萬。4一、項目簡介3、工藝特點23二、項目研究思路方案

1、現(xiàn)行行業(yè)存在的主要問題原料特性：紅辣素是辣椒紅色素和辣椒精混合體，同時含有多糖、磷脂類等膠質(zhì)物，與目標物形成均一穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，給辣椒紅色素與辣椒精的有效分離帶來了困難。

技術特征：現(xiàn)行辣椒精提取工藝采用一步法脫膠、脫辣，通過多次液液萃取分離，得到辣椒紅色素和辣椒精，膠質(zhì)物通過離心機排渣將其去除，其工藝缺陷：a、由于目標物與膠質(zhì)物乳化，需通過多次液液萃取分離，溶耗和能耗偏高，產(chǎn)能受限；b、膠質(zhì)物通過離心機排渣去除，同時會帶出較多紅色素和辣椒精，紅渣二次處理不易，處理成本偏高。

質(zhì)量缺陷：膠質(zhì)物處理不徹底，殘存在辣椒紅色素和辣椒精成品中，造成產(chǎn)品沉降物含量高，流動性差，長時間存放，容器底部和產(chǎn)品中下層會出現(xiàn)黏稠物，造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。5二、項目研究思路方案1、現(xiàn)行行業(yè)存在的主要問題24二、項目研究思路方案2、項目解決的主要問題

（1）紅辣素的破乳、脫膠工藝：由于膠質(zhì)物的存在，生產(chǎn)上造成辣椒紅色素與辣椒精分離困難，產(chǎn)品質(zhì)量上存在沉降物含量高、流動性差的缺陷。為解決現(xiàn)行工藝問題，提出先脫膠、后脫辣兩步法生產(chǎn)工藝，首先解決紅辣素破乳、脫膠工藝，將紅辣素沉降物含量降至3%以下。（2）優(yōu)化辣椒精精制工藝，解決產(chǎn)品質(zhì)量問題：在紅辣素破乳、脫膠工藝基礎之上，沉降物含量大幅減少，優(yōu)化紅辣素脫辣、精制工藝，提高萃取效率、減少萃取遍數(shù)，降低溶耗和能耗，提高產(chǎn)能，改善產(chǎn)品質(zhì)量。6二、項目研究思路方案2、項目解決的主要問題25二、項目研究思路方案

3、項目主要研究內(nèi)容和技術路線（1）紅辣素破乳工藝的研究研究紅辣素破乳脫膠工藝的主要影響因子，采用不同破乳劑及破乳條件的試驗選擇最佳組合，得到破乳最佳工藝參數(shù)，評價指標：色價、辣度得率≥98%,沉降物含量≤3%，解決造成生產(chǎn)分離困難、產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的源頭問題。（2）優(yōu)化辣椒精脫辣、精制工藝的研究通過良好破乳工藝得到的紅辣素，優(yōu)化紅辣素脫辣工藝參數(shù)，針對脫辣液濃度、料液比、萃取溫度和萃取遍數(shù)進行試驗研究，使辣椒精、辣椒紅色素高效分離，減少萃取遍數(shù)，再采用真空、低溫、攪拌和充N2夾帶等精制工藝，得到優(yōu)質(zhì)的辣椒精產(chǎn)品。7二、項目研究思路方案3、項目主要研究內(nèi)容和技術路線26二、項目研究思路方案（3）研究技術路線8二、項目研究思路方案（3）研究技術路線27三、任務指標完成情況

課題組主要解決生產(chǎn)實際問題為目標，針對主要研究內(nèi)容進行試驗研究和生產(chǎn)論證，基本達到預期目標，具體情況見下表考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成狀況技術指標通過破乳法精制得到的辣椒精產(chǎn)品，油溶性溶殘＜50ppm，沉淀物含量≤0.5%，丙酮不溶物含量≤1%，辣椒精辣度達到1%以上；

1、制定了紅辣素脫膠工藝和辣椒精精制工藝操作規(guī)程。2、通過破乳法制得到的辣椒精產(chǎn)品，油溶性溶殘未檢出，沉淀物含量未檢出，丙酮不溶物含量0.36%，辣椒精辣度2.2%，完成預期技術指標。

9三、任務指標完成情況課題組主要解決生產(chǎn)實際問題為目28三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成狀況經(jīng)濟指標實現(xiàn)年產(chǎn)值450萬元人民幣左右，建成年產(chǎn)150噸破乳法提取辣椒精加工生產(chǎn)線

1、2013年度公司辣椒精銷售數(shù)量249噸，銷售額3948萬。2、破乳法提取辣椒精生產(chǎn)技術在我公司南、北疆生產(chǎn)基地進行技術成果推廣，現(xiàn)已形成年產(chǎn)150噸辣椒精生產(chǎn)能力。10三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成29三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成狀況研究成果優(yōu)質(zhì)辣椒精產(chǎn)品；申報紅辣素破乳工藝、辣椒精精制工藝技術專利

破乳工藝生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)辣椒精產(chǎn)品；辣椒精質(zhì)量檢測報告；破乳法生產(chǎn)辣椒精操作規(guī)程一套；破乳法提取辣椒精工藝的成果查新報告；紅辣素破乳工藝發(fā)明專利受理書11三、任務指標完成情況考核內(nèi)容指標預期完成狀況指標實際完成30三、任務指標完成情況

12三、任務指標完成情況31三、任務指標完成情況13三、任務指標完成情況32三、任務指標完成情況14三、任務指標完成情況33四.同類技術比較及研究創(chuàng)新點1、同類技術比較國內(nèi)有關辣椒紅色素、辣椒精提取方法，多為超臨界萃取或溶劑萃取法，本研究使用方法是溶劑萃取法，就是利用辣椒紅色素和辣椒堿在乙醇水溶液中的溶解差異性將兩者分開，通過多次液液萃取，然后分別濃縮、精制成辣椒紅色素和辣椒精，該方法的缺陷是紅辣素粗品本身雜質(zhì)物較多，直接萃取分離，導致有效萃取效率低，產(chǎn)品純度不高。2、研究創(chuàng)新點本研究方法類似于同行業(yè)生產(chǎn)技術，不同點在于對生產(chǎn)工藝進行創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)一步法脫膠、脫辣工藝，采用先脫膠、后脫辣二步法，紅辣素破乳、脫膠是其關鍵工藝，有效解決辣椒紅色素和辣素分離困難、產(chǎn)品存在質(zhì)量問題等缺陷，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并申報“紅辣素脫膠方法”技術發(fā)明專利。

15四.同類技術比較及研究創(chuàng)新點1、同類技術比較34五.項目成果轉(zhuǎn)化及所取得相關效益1、成果轉(zhuǎn)化及帶來的直接經(jīng)濟效益破乳法提取辣椒精生產(chǎn)技術采用鹽析破乳工藝，破乳后的紅辣素沉降物含量由原來的17%降到3%以下，色價損