一種利用廢棄膠囊殼提取明膠的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及明膠提取領域，具體提供一種從廢膠囊殼中提取明膠的方法。
【背景技術】
[0002]明膠是動物的皮、骨、軟骨、韌帶、肌膜等含有的膠原蛋白，經過提純和初級水解后加工而制得的高分子多肽的高聚物。明膠成品除少量水和無機鹽外，其中蛋白質含量占82%以上，無脂肪，不含有膽固醇，且具有18種氨基酸，其中7種是人體所必需氨基酸。明膠在民用上被廣泛應用于食品添加劑和醫藥藥丸的膠囊中；在工業上明膠又是照相用膠片、X光膠片、航空膠片以及人造板膠合、皮帶粘合劑、橡膠制品、棉布和造紙等方面不可缺少的原料。明膠成品為無色或淡黃色、透明或半透明而堅硬的非晶體物質，顏色越白質量越好。明膠不溶于冷水，但可以緩慢吸水膨脹軟化，明膠可吸收相當于重量5?10倍的水。溫水是明膠最普遍的溶劑，明膠可溶于熱水，形成熱可逆性凝膠，它具有極其優良的物理性質(如膠凍力、親和力、高度分散性、分散穩定性、持水性、韌性及可塑性等)，因此明膠是一種重要的食品添加劑，如作為食品的膠凍劑、穩定劑、發泡劑、乳化劑等。
[0003]目前明膠經常作為醫藥藥丸的膠囊中，但是在藥廠實際生產當中由于生產過程中會產生大量的廢棄膠囊殼，在這些廢棄膠囊殼中的明膠具有較高的品質而且還會有大量的食用色素，如果能很好的將其回收利用能夠直接提高制藥行業中明膠和食用色素的利用率。提尚制藥彳丁業的經濟利?。
[0004]目前廠家在利用廢棄膠囊殼制備明膠主要是采用硅藻土、絮凝劑混合使用通過絮凝沉降的方法來回收明膠，但是該方法硅藻土和絮凝劑用量過大直接導致回收成本變高，并且該方法對環境污染大。
[0005]鑒于此，特提出本發明。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提供一種操作簡便、成本低廉、高收率、低污染的從廢棄膠囊殼中提取明膠的方法，包含以下步驟:
[0007]—種從廢棄膠囊殼中提取明膠的方法，其特征在于，包含以下步驟:
[0008]步驟(1):將廢膠囊殼加入水中至完全溶解，得膠液，
[0009]步驟(2):將所述膠液采用陶瓷膜進行過濾，得滲透液和保留液；所述陶瓷膜孔徑為 0.4μηι ?1.4μηι;
[0010]步驟(3):將所述滲透液濃縮、冷凍、制粒、烘干，即得。
[0011]本發明廢膠囊殼為普通廢膠囊殼。步驟(1)中溶解過程可在水浴鍋中進行，溶解時溫度為50?60°C。所述水優選純水，且其用量為廢棄膠囊殼體積的1.5?2.5倍，使得膠液比重控制為1.005?1.010。
[0012]本發明所述步驟(1)中廢膠囊殼預先經過水漂洗，漂洗水備用；優選水的用量為廢膠囊殼體積的2?4倍，漂洗3?5次。所述水優選為蒸餾水、去離子水或純水，以避免漂洗過程中雜質離子的帶入。本發明通過特定粒徑陶瓷膜進行過濾，可以去除膠囊殼制作過程中添加的以鈦白粉為主的輔料成分。本發明陶瓷膜孔徑為0.4 μ m?1.4 μ m，陶瓷膜進口壓力0.2?0.3Mpa，出口壓力0.1?0.2Mpa，溫度75?80°C，膜通量50?60LMH，濃縮7?9倍，透析水用量為30%?35%，膠液收率達到90%以上，保留液繼續加入純水進行透析，分別收集濾液和二次保留液。本發明通過大量實驗得出:孔徑為0.4μπι?1.4μπι的陶瓷膜可以在保持過濾效率的前提下，保持明膠有效且充分的經陶瓷膜滲透，取得良好的過濾效果。
[0013]本發明優選將所述漂洗水采用反滲透膜過濾，得反滲透滲透液和反滲透保留液，將所述反滲透保留液真空濃縮，干燥，即得食用色素；所述干燥優選為噴霧干燥。將所述反滲透滲透液合并至步驟(1)的膠液中。所述反滲透膜孔徑為0.5nm?lnm，進口壓力0.2?
0.3Mpa，出口壓力0.1?0.2Mpa，通量15?20LMH，反滲透保留液進行真空濃縮處理，其干物質量含量控制在30%?40%，溫度控制在65?70°C。最后進行噴霧干燥，進風溫度200°C，出風溫度90°C，得食用色素。采用反滲透膜過濾漂洗水，可以將廢膠囊殼中的色素成分有效回收，提高廢膠囊的資源利用率。將所述反滲透滲透液合并至步驟(1)的膠液中，可以充分提高廢膠囊殼中明膠的提取率。
[0014]本發明將所述步驟(2)中膠液過濾前，預先將所述膠液采用活性炭進行脫色處理，并真空抽濾；所述膠液真空抽濾時，真空度為-0.08Mpa?-0.09Mpa ;所述脫色處理的溫度為50?60°C，活性炭用量為廢膠囊殼質量的0.1%?0.3% ;活性炭優選粉末活性炭。通過該脫色處理方法，可以將膠液中殘存的部分小分子色素和大量雜質去除。
[0015]本發明將所述步驟(2)中保留液加水稀釋，繼續采用所述陶瓷膜進行二次過濾，分別收集二次滲透液和二次保留液。
[0016]本發明向所述保留液或二次保留液中加入1800?2200ppm的絮凝劑溶液和活性炭凈化，在50?60°C溫度下凈化30?50min ;其中絮凝劑用量為二次保留液體積的10?30%，活性炭用量為二次保留液質量的0.1%?0.4%;經真空抽濾，得凈化后的保留液。所述絮凝劑優選為酸性絮凝劑。
[0017]本發明將所述二次滲透液以及凈化后的保留液合并至步驟(3)中的滲透液中，以更進一步提升廢膠囊殼中的明膠的提取率，提高廢膠囊殼的資源利用率。
[0018]本發明將步驟(3)中的滲透液真空濃縮至明膠含量為75?80%，冷凍、制粒、烘干，即得；優選濃縮時真空度為-0.08Mpa?-0.09Mpa，溫度為60?70°C ;烘干時溫度為80 ?85°C。
[0019]作為一個整體的技術方案，本發明優選包含以下步驟:
[0020]步驟(1):將所述廢膠囊殼預先經過水漂洗，漂洗水備用；
[0021]步驟(2):將漂洗后的廢膠囊殼加入水中至完全溶解，得膠液；優選控制水的加入量，使膠液比重為1.005?1.010 ；
[0022]步驟(3):將所述步驟(1)中的漂洗水采用反滲透膜過濾，得反滲透滲透液和反滲透保留液，將所述反滲透保留液真空濃縮，干燥，即得食用色素；將反滲透滲透液合并至步驟⑵的膠液中；
[0023]步驟(4):將所述步驟⑵的膠液采用活性炭進行脫色處理，真空抽濾；活性炭用量為廢膠囊殼質量的0.1%?0.3% ;
[0024]步驟(5):將脫色后的膠液采用陶瓷膜進行過濾，得滲透液和保留液；所述陶瓷膜孔徑為 0.4μηι~1.4μηι；
[0025]步驟￠):將所述步驟(5)中保留液加水稀釋，繼續采用所述陶瓷膜進行二次過濾，分別收集二次滲透液和二次保留液；
[0026]步驟(7):向所述二次保留液中加入2000ppm的絮凝劑溶液和活性炭凈化，在50?60°C溫度下凈化30?50min ;其中絮凝劑溶液用量為二次保留液體積的10?30%，活性炭用量為二次保留液質量的0.1%?0.4% ;經真空抽濾，得凈化后的保留液；
[0027]步驟⑶:將步驟(5)中的滲透液、步驟(6)中的二次滲透液、以及步驟(7)中凈化后的二次保留液合并后，真空濃縮至明膠含量為75?80%，冷凍、制粒、烘干，即得。
[0028]本發明明膠的提取率可高達95%以上，純度可高達90%以上，本發明不僅提取率高，所提取的明膠可以達到食品級的標準，而且提取工藝操作簡單、綠色環保。
[0029]本發明除特別說明外，濃度皆為質量濃度，用量皆為質量用量，含量皆為質量含量。
【附圖說明】
[0030]圖1為廢膠囊殼制備食用明膠工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0031]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0032]本發明僅考慮到實驗的客觀性及一致性提供了統一的特定廢膠囊殼作為修復對象，但本領域技術人員能夠理解的是，本發明所述的方法，可適用于不同廢膠囊殼，且均有顯著的效果。
[0033]本發明廢膠囊殼來自普通廢膠囊殼，其他產品均為常規市售產品。
[0034]以下通過3個實施例詳細說明本發明從廢膠囊殼中提取明膠的方法。
[0035]實施例1
[0036]步驟(1):稱取干廢膠囊殼10kg，將其預先經過純水漂洗，每次漂洗使用20L純水，漂洗4次，漂洗水備用；
[0037]步驟(2):將漂洗后的廢膠囊殼加入純水中，在60°C的水浴鍋中完全溶解，得膠液；控制水的加入量，使得膠液在50 °C時比重控制在1.009。
[0038]步驟(3):將所述步驟⑴中的漂洗水采用反滲透膜過濾，反滲透膜孔徑為lnm，進口壓力0.28Mpa，出口壓力0.18Mpa，膜通量18LMH，得反滲透滲透液和反滲透保留液；將所述反滲透保留液真空濃縮至干物質質量含量為37 %，溫度控制在70°C，進行噴霧干燥，進風溫度200°C，出風溫度90°C，得食用色素；將反滲透滲透液合并至步驟(2)的膠液中；
[0039]步驟⑷:將所述步驟⑵的膠液采用活性炭進行脫色處理，真空抽濾；其中，活性炭用量為20g，脫色溫度60°C，脫色30min ;
[0040]步驟(5):將脫色后的膠液采用孔徑為1.0 μπι的陶瓷膜進行過濾，陶瓷膜進口壓力0.25Mpa，出口壓力0.15Mpa，溫度78。。，通量54LMH，濃縮7.8倍，透析水加量為7.5L，得29.3L滲透液和3.2L保留液;
[0041]步驟(6):將所述步驟(5)中保留液加水稀釋，繼續采用所述陶瓷膜進行二次過濾，分別收集二次滲透液和二次保留液；
[0042]步驟(7):向所述二次保留液中加入2000ppm的絮凝劑溶液和活性炭凈化，在60