一種柚皮的綜合利用方法
【專利摘要】一種柚皮的綜合利用方法，涉及一種農(nóng)產(chǎn)品廢棄物的資源化處理方法。將柚皮分離成黃色外皮和白色內(nèi)皮；將白色內(nèi)皮烘干；將黃色外皮粉碎后，加熱，收集餾分，即得精油與水混合液，再萃取、旋蒸，得柚皮精油；將收集餾分后剩下的黃色外皮與乙醇混合，回流至黃皮色素脫凈，剩下的黃色外皮烘干；將烘干后的黃色外皮和烘干后的白色內(nèi)皮混合，粉碎得混合粉，在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中攪拌，抽濾，洗滌后，加入去離子水，調(diào)節(jié)pH值為1～2，再置于油浴中攪拌，抽濾，將得到的果膠提取液濃縮后，加入乙醇析出果膠，得果膠產(chǎn)品；將抽濾后的殘渣烘干，粉碎，取殘渣粉末，加去離子水洗滌至中性，抽濾，固體烘干，即得殘渣吸附劑。
【專利說明】一種柚皮的綜合利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種農(nóng)產(chǎn)品廢棄物的資源化處理方法，尤其是涉及一種柚皮的綜合利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柚子果皮中含有精油、色素、檸檬苦素、果膠、纖維等多種有用物質(zhì)，通常被作為垃圾丟棄，這不僅浪費了其中大量的有用物質(zhì)，還會對自然環(huán)境造成很大污染。如何變廢為寶，對農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物資源化利用，成為近年來科學(xué)研究者的研究方向。如對柚皮的有用物質(zhì)的提取利用的研究近幾年也是呈上升趨勢，如中國專利CN102864019.A公開了一種柚皮聯(lián)產(chǎn)精油和果膠的方法，首先將柚果皮清潔切割再晾干，粉碎，然后用超臨界二氧化碳萃取法萃取香精油，殘渣用酸性水溶液提取果膠，向果膠提取液中加入乙醇即可得到果膠沉淀。中國專利CN101133811.A公開了一種柚類青果、次果、果皮綜合利用的加工工藝，首先將青果和次果清洗后冷磨得到油水混合物，然后用油水分離器分離油層和水層得到香精油，殘果粉碎后再用鹽酸溶液加熱提取果膠，果膠提取液經(jīng)過過濾、無機陶瓷膜濃縮后用噴霧干燥法得到果膠產(chǎn)品，從膜滲透液中分離得到柚黃酮，最后剩余的殘渣通過細(xì)菌發(fā)酵后與無機肥混合制得有機-無機復(fù)合肥。中國專利CN101811028.A公開一種柚皮金屬吸附劑的制備方法，首先削去外表皮，留下內(nèi)表皮，經(jīng)切碎、堿浸、水洗、調(diào)pH、烘干等步驟制成改性吸附劑，對鉛、鉻等重金屬具有一定吸附效果。中國專利CN102631893.A公開一種柚皮瓢吸附劑的制備方法，主要做法為:去柚子外表皮，得柚皮瓢，切碎、用水浸泡并加硫代硫酸鈉使水中維持兼氧狀態(tài)，不斷加甲醇和乙酸溶液，使產(chǎn)生產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷菌，之后加淀粉、偶氮二甲酸異丙酯發(fā)酵，再在高溫反應(yīng)釜中蒸煮，最后真空干燥得到吸附劑。中南大學(xué)董朝青、周盡花、湯冬梅等人對柚皮中果膠、黃酮等物質(zhì)的提取研究，以及江南大學(xué)于文峰、儲君等人對柚皮精油、色素、果膠的提取分離工藝的研究，等等。上述對柚皮的處理或是單一利用，或是過程復(fù)雜，未能簡單、有效、充分發(fā)掘柚皮的所有價值。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提供一種柚皮的綜合利用方法。
[0004]本發(fā)明包括以下步驟:
[0005]I)將柚皮分離成黃色外皮和白色內(nèi)皮；
[0006]2)將白色內(nèi)皮烘干；
[0007]3)將黃色外皮粉碎后，加熱，收集餾分，即得精油與水混合液，再使用無水乙醚萃取、旋蒸，最終得到柚皮精油；
[0008]4)將步驟3)收集餾分后剩下的黃色外皮與乙醇混合，回流至黃皮色素脫凈，剩下的黃色外皮烘干；
[0009]5)將步驟4)烘干后的黃色外皮和步驟2)烘干后的白色內(nèi)皮混合，粉碎，得果皮混合粉,在混合粉中加入乙醇水溶液,油浴中攪拌,抽濾,洗滌后,加入去離子水,調(diào)節(jié)pH值為I~2，再置于油浴中攪拌，抽濾，將得到的果膠提取液濃縮后，加入乙醇析出果膠，得到果膠產(chǎn)品；
[0010]6)將步驟5)抽濾后的殘渣烘干，粉碎，取40~200目殘渣粉末，加去離子水洗滌至中性，抽濾，固體烘干，即得殘渣吸附劑。
[0011]在步驟2)中，所述烘干的溫度可為50~80°C。
[0012]在步驟3)中，所述粉碎可采用粉碎機粉碎3~6次，每次粉碎的時間可為10~15s ;所述加熱可采用水蒸汽蒸餾法加熱2~3h。
[0013]在步驟4)中，所述回流的溫度可為70~80°C ;所述烘干的溫度可為50~80°C。
[0014]在步驟5)中，所述混合粉與乙醇水溶液的液固比可為25~35ml/g，其中，混合粉以質(zhì)量計算，乙醇水溶液以體積計算，所述乙醇水溶液可采用50%乙醇水溶液；所述在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中攪拌的條件可為:在80~95°C油浴中攪拌10~30min ;所述洗滌可采用水洗滌；所述去離子水與混合粉的液固比可為30~50ml/g，其中，混合粉以質(zhì)量計算，去離子水以體積計算 ；所述再置于油浴中攪拌的條件可為于80~95°C油浴中攪拌60 ~180mino
[0015]在步驟6)中，所述殘渣烘干的溫度可為50~80°C;所述固體烘干的溫度可為50~100。。。
[0016]本發(fā)明在制備吸附劑的過程中聯(lián)產(chǎn)了精油、果膠等高附加值的產(chǎn)品，提高了柚皮的利用價值，將農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物資源化利用更為充分。整個制備過程可連續(xù)生產(chǎn)，適合于工業(yè)化應(yīng)用。所制備的吸附劑可用于亞甲基藍、堿性品紅等堿性染料的印染廢水處理，也可用于重金屬的吸附處理。本發(fā)明也可用于其他柑橘類水果果皮的資源化利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為實施例1制備的殘渣吸附劑電鏡掃描圖。
[0018]圖2為實施例1制備的殘渣吸附劑紅外吸收光譜圖。在圖2中，橫坐標(biāo)為波數(shù)(cm-1),縱坐標(biāo)為透過率(％)。
[0019]圖3為亞甲基藍的紫外-可見分光光度法測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在圖3中，測定波長為663nm，橫坐標(biāo)為濃度(mg/L)，縱坐標(biāo)為吸光度，曲線表達式為y=0.2579x+0.05059，相關(guān)度 R2=0.9997。
[0020]圖4為堿性品紅的紫外-可見分光光度法測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在圖4中，測定波長為543nm，橫坐標(biāo)為濃度(mg/L)，縱坐標(biāo)為吸光度，曲線表達式y(tǒng)=0.1374x+0.03821，相關(guān)度R2=0.9968。
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0022]實施例1.聯(lián)產(chǎn)制備柚皮精油、果膠和吸附劑
[0023](I)將柚皮整皮洗干凈后將黃色外皮和白色內(nèi)皮分開，白皮置于50°C烘箱烘干，黃皮稱重為117.5g，置于粉碎機中粉碎3次，每次15s，轉(zhuǎn)移到三頸瓶，加入0.5g氯化鈉，再加入去離子水，至沒過固體I~2cm，進行水蒸氣蒸餾，收集餾分，大約蒸3h，至蒸出的氣體不再有柚皮香味，停止蒸餾，將餾分轉(zhuǎn)移到分液漏斗，用無水乙醚進行萃取，對上層液體進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到柚皮精油0.6902g，產(chǎn)率0.587%。
[0024](2)將(I)中黃皮剩余物抽濾，用無水乙醇回流去除色素后在50°C下烘干，與白皮混合粉碎2min，得混合粉，稱取10.057g,加300ml、50%乙醇水溶液在95°C下煮20min，抽濾，少量水洗漆，再加400ml去離子水,用鹽酸調(diào)節(jié)pH=l.80，在90°C下煮IOOmin,抽濾,得到果膠提取液，按1: 1.5 (v:v)比例加入工業(yè)乙醇，抽濾，得到濕果膠，在50°C下烘干得到干果膠1.456g，產(chǎn)率14.5%ο
[0025](3)將(2)中提取果膠剩余固體在50°C下烘干，得到殘渣3.234g，產(chǎn)率32.2%，殘渣粉碎，篩取40~80目粉末，用去離子水洗滌至中性，在70°C下烘干，得到40~80目殘渣吸附劑。
[0026]從圖1的電鏡圖看到殘渣吸附劑的表面粗糙，有大量的褶皺，還有大量的孔洞，孔徑大小在5~20μπι。從紅外光譜圖(圖2)看到殘渣吸附劑在波數(shù)分別為1062CHT1、1384cm-1,1637cm-1,1735cm-1,2923cm-1,342Icm-1 處的 C_0、-COO、C=C、C=0、0_H 和-OH 吸收峰。
[0027]實施例2.聯(lián)產(chǎn)制備柚皮精油、果膠和吸附劑
[0028](I)將幾塊柚皮洗干凈 后黃皮與白皮分開，白皮置于60°C烘箱烘干，黃皮稱重為50.3g,置于粉碎機中粉碎3次，每次20s，轉(zhuǎn)移到三頸瓶，加入0.5g氯化鈉，再加入去離子水，至沒過固體I~2cm，進行水蒸氣蒸餾，收集餾分，大約蒸4h，停止蒸餾，將餾分轉(zhuǎn)移到分液漏斗，用無水乙醚 進行萃取，對上層液體進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到柚皮精油0.219g，產(chǎn)率 0.435%。
[0029](2 )將(I)中黃皮剩余物抽濾，用無水乙醇回流去除色素后在60 V下烘干，與白皮混合粉碎3min，得混合粉，稱取10.12g，加400ml、50%乙醇水溶液在95°C下煮lOmin，抽濾，少量水洗漆，再加400ml去離子水,用鹽酸調(diào)節(jié)pH=2.01，在95°C下煮90min,抽濾,得到果膠提取液，用旋蒸儀在50°C下旋蒸濃縮提取液至60ml，按1: 1.5 (v: V)比例加入工業(yè)乙醇，抽濾，得到濕果膠，在50°C下烘干得到干果膠1.413g，產(chǎn)率14.0%。
[0030](3)將(2)中提取果膠剩余固體在50°C下烘干，得到殘渣3.136g，產(chǎn)率31.0%，殘渣粉碎，篩取40~80目粉末，用去離子水洗滌至中性，在60°C下烘干，得到40~80目殘渣吸附劑。
[0031]實施例3.殘渣吸附劑的吸附效果評價
[0032]用亞甲基藍溶液模擬染料廢水，稱取實施例1制備的40~80目殘渣吸附劑
0.9961g于I號錐形瓶，加入50.0ml粗配的1000mg/L的亞甲基藍溶液，向另一個錐形瓶(2號)中加入相同的溶液50.0ml，兩瓶同時放入25°C、150r/min的恒溫振蕩器中振蕩24h，取出，吸取溶液離心，取上清液，分別稀釋200倍和500倍測定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線確定濃度，計算得吸附前后溶液的濃度分別為1073.7mg/L和221.6mg/L，得出殘渣吸附劑對此亞甲基藍溶液的去除率為79.4%，吸附量為42.8mg/g。
[0033]實施例4.殘渣吸附劑的吸附效果評價
[0034](I)稱取實施例1制備的40~80目殘渣吸附劑0.2043g，加入50.0mlUO0.4mg/L的亞甲基藍溶液，放入恒溫振蕩器中于25°C、130r/min下振蕩24h，取出，吸取溶液進行離心，吸取上清液測定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中找出吸附后溶液的濃度，計算得出亞甲基藍的去除率為91.3%，殘渣吸附劑對亞甲基藍的吸附量為22.4mg/g。[0035](2)取目數(shù)大于80目殘渣用去離子水洗滌至中性，在70°C下烘干，得目數(shù)大于80目的殘渣吸附劑，稱取0.1999g，加入50.0mlUO0.4mg/L亞甲基藍溶液，放入恒溫振蕩器中于25°C、130r/min下振蕩24h，取出，吸取溶液離心，取上清液測定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中找出吸附后溶液濃度，計算得出亞甲基藍的去除率為91.5%，殘渣吸附劑對亞甲基藍的吸附量為 23.0mg/go
[0036] (3)稱取40~80目殘渣吸附劑0.1016g，加入50.0ml,50.lmg/L的堿性品紅溶液，放入恒溫振蕩器中25°C、130r/min下振蕩24h，取出，吸取溶液離心，取上清液測定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線中找出吸附后溶液濃度，計算得出堿性品紅的去除率和吸附量，計算得堿性品紅的去除率為73.3%，殘渣吸附劑對亞甲基藍的吸附量為18.lmg/g。
[0037]實施例5.殘渣吸附劑的吸附效果評價
[0038]將0.199g、40~80目殘渣吸附劑加入50.0ml的Pb2+溶液，同時做了一份沒有加吸附劑的空白實驗，兩瓶同時在25°C、130r/min的恒溫振蕩器中振蕩24h，濾膜過濾，測定濾液吸光度，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，利用原子吸收分光光度計測定溶液中鉛離子濃度(空白樣稀釋50倍測定)，由儀器計算得知吸附后溶液中Pb2+濃度為1.591mg/L，空白樣Pb2+濃度為76.9mg/L,計算Pb2+的去除率為97.9%，吸附量為18.9mg/g。
【權(quán)利要求】
1.一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于包括以下步驟: I)將柚皮分離成黃色外皮和白色內(nèi)皮； 2)將白色內(nèi)皮烘干； 3)將黃色外皮粉碎后，加熱，收集餾分，即得精油與水混合液，再使用無水乙醚萃取、旋蒸，最終得到柚皮精油； 4)將步驟3)收集餾分后剩下的黃色外皮與乙醇混合，回流至黃皮色素脫凈，剩下的黃色外皮烘干； 5)將步驟4)烘干后的黃色外皮和步驟2)烘干后的白色內(nèi)皮混合，粉碎，得果皮混合粉，在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中攪拌，抽濾，洗滌后，加入去離子水，調(diào)節(jié)pH值為I~2，再置于油浴中攪拌，抽濾，將得到的果膠提取液濃縮后，加入乙醇析出果膠，得到果膠產(chǎn)品； 6)將步驟5)抽濾后的殘渣烘干，粉碎，取40~200目殘渣粉末，加去離子水洗滌至中性，抽濾，固體烘干，即得殘渣吸附劑。
2.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟2)中，所述烘干的溫度為50~80°C。
3.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟3)中，所述粉碎采用粉碎機粉碎3~6次，每次粉碎的時間為10~15s。
4.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟3)中，所述加熱采用水蒸汽蒸餾法加熱2~3h。`
5.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟4)中，所述回流的溫度為70~80°C ;所述烘干的溫度可為50~80°C。
6.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟5)中，所述混合粉與乙醇水溶液的液固比為25~35ml/g，其中，混合粉以質(zhì)量計算，乙醇水溶液以體積計算，所述乙醇水溶液采用50%乙醇水溶液。
7.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟5)中，所述在混合粉中加入乙醇水溶液，油浴中攪拌的條件為:在80~95°C油浴中攪拌10~30min ;所述洗滌可采用水洗滌。
8.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟5)中，所述去離子水與混合粉的液固比為30~50ml/g，其中，混合粉以質(zhì)量計算，去離子水以體積計算。
9.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟5)中，所述再置于油浴中攪拌的條件為于80~95°C油浴中攪拌60~180min。
10.如權(quán)利要求1所述一種柚皮的綜合利用方法，其特征在于在步驟6)中，所述殘渣烘干的溫度為50~80°C ;所述固體烘干的溫度可為50~100°C。
【文檔編號】B09B3/00GK103484257SQ201310477379
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】葉李藝, 孫乘杰, 蔣藝斐, 姜誼平, 王帥, 黃 煥, 趙杰, 張敬苗 申請人:廈門大學(xué)