阅读说明：本技术 清洁型黄姜发酵工艺 (Clean type yellow ginger fermentation process ) 是由 彭立增 王宝亮 侯晓琳 王恒锋 姚小军 孙秀伟 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明属于黄姜发酵领域,具体涉及一种清洁型黄姜发酵工艺。将黄姜粗粉发酵,将得到的发酵液在超声辅助下进行超声搅拌,然后进行粗分离得到浑浊粗滤液和滤渣,将浑浊粗滤液使用沉降离心机分离得到清液和少量固体,将固体部分进行水解,水解物进行提取结晶,得到皂素。本发明不但能保持较高的收率,也可以很大程度上解决高污染废水问题；水解用酸量减少了90％,高浓度废酸水相应了减少了90％,大大降低了高浓废水排放,减少了污染；湿品水解物减少,烘干量大大减少,节约了蒸汽用量,效率更高更环保；水解物含量高,提取效率更高,溶剂用量更少；滤渣不含酸可直接用做有机肥,实现综合利用；滤液通过蒸馏可回收套用,减少了废水排放。(The invention belongs to the field of yellow ginger fermentation, and particularly relates to a clean yellow ginger fermentation process. Fermenting the turmeric coarse powder, performing ultrasonic stirring on the obtained fermentation liquor under the assistance of ultrasonic waves, performing coarse separation to obtain turbid coarse filtrate and filter residue, separating the turbid coarse filtrate by using a sedimentation centrifuge to obtain clear liquid and a small amount of solid, hydrolyzing the solid part, and extracting and crystallizing hydrolysate to obtain saponin. The invention not only can keep higher yield, but also can solve the problem of high pollution of waste water to a great extent; the acid consumption for hydrolysis is reduced by 90%, the high-concentration waste acid water is correspondingly reduced by 90%, the discharge of high-concentration waste water is greatly reduced, and the pollution is reduced; the hydrolysate of the wet product is reduced, the drying amount is greatly reduced, the steam consumption is saved, the efficiency is higher and the environment is more protected; the hydrolysate content is high, the extraction efficiency is higher, and the solvent consumption is less; the filter residue which does not contain acid can be directly used as an organic fertilizer, so that comprehensive utilization is realized; the filtrate can be recycled by distillation, thereby reducing the discharge of waste water.)

清洁型黄姜发酵工艺

技术领域

本发明属于黄姜发酵领域，具体涉及一种清洁型黄姜发酵工艺。

背景技术

在传统黄姜生产中一般采用预发酵法，由于工艺简单收率高，得到大量推广，但是最大问题是产生大量的废水。传统生产过程是将原料进行水浸、粉碎、发酵等预处理后，加3％稀硫酸或稀盐酸水解，淀粉、纤维素被水解成葡萄糖，糖苷被水解成鼠李糖、葡萄糖和皂素。再进行过滤，糖类等随滤液排走，滤出物为不溶于水的木质素和皂素。将滤出物中和、漂洗、粉碎、烘干后，用120#汽油提取滤出物中的皂素。提取液再经结晶，过滤、干燥即得皂素成品，黄姜皂素生产过程中废水主要来自于酸水解、过滤后产生的废水，以及中和、洗涤后产生的综合废水。

黄姜皂素生产废水成份复杂，酸度高，有机物含量高，水体呈深褐色，水中含有相当数量难降解的黄姜素及表面活性物质，属于高浓度有机工业废水。可生化性差；糖份含量高，处理非常困难。由于其高污染性已严重阻碍了黄姜产业的发展，解决废水问题是极为重要的工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种清洁型黄姜发酵工艺，不但能保持较高的收率，也很大程度上解决高污染废水问题，水解用酸量减少90％，大大降低高浓废水排放，节约蒸汽用量，效率更高更环保。

本发明所述的清洁型黄姜发酵工艺，将黄姜粗粉发酵，将得到的发酵液在超声辅助下进行超声搅拌，然后进行粗分离得到浑浊粗滤液和滤渣，将浑浊粗滤液使用沉降离心机分离得到清液和少量固体，将固体部分进行水解，水解物进行提取结晶，得到皂素。

其中：

超声搅拌的超声频率为20-40kHz，采用此频率具有更好的提取效果。超声时间为1-100分钟，优选10-30分钟，时间太短提取不充分，时间太长效率较低。

将粗分离后得到的滤渣再加入水超声搅拌，过滤得到浑浊滤液和滤渣，再将所得的滤渣再加入水超声搅拌，过滤，直至得到的滤液清澈；将得到的清澈滤液与粗分离得到的浑浊粗滤液合并，然后再使用沉降离心机分离得到清液和少量固体。

粗分离为使用滤布压滤。

将固体部分进行水解为：将固体部分加硫酸或盐酸进行水解。

硫酸浓度为0.8-1.2mol/L，盐酸浓度为2-3mol/L，硫酸或盐酸用量为40-50ml/100g黄姜粗粉。

加硫酸水解的条件为：温度为120-130℃，时间为1.5-4h；加盐酸水解的条件为：回流2-6小时。

将使用沉降离心机分离得到的清液蒸馏后套用做工艺用水。

水解物进行提取结晶为：将水解完毕后的物料过滤，将固体洗涤至中性，烘干，得到水解物，将水解物用120号溶剂油回流提取结晶，得到皂素。

本发明的工艺是在将原料发酵结束后，不进行水解，在超声辅助下进行粗分离，得到浑浊粗滤液和滤渣，将浑浊粗滤液使用沉降离心机分离得到清液和少量固体，将固体部分再加硫酸或盐酸进行水解，水解物按常规工艺进行提取结晶，得到皂素。通过这种处理，酸用量可降低为原来的10％，大大减少了废水量，解决了高污染废水问题。

本发明关键步骤在于发酵后采用超声辅助分离出皂苷，经过发酵后植物细胞被破坏，内部淀粉被分解，造成了细胞内部的空化，使原本致密结合在细胞壁上的皂苷裸露出来，在超声的作用下，可以直接从细胞壁上脱落下来，剩余的滤渣中几乎不含皂苷，将滤液经沉降离心分离，可以将皂苷富集起来，通过只对这一部分皂苷进行水解，耗酸量大大减少，从而解决了酸废水的问题。

经沉降离心的清液不含皂苷，可以直接蒸馏后套用做工艺用水。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明所述的清洁型黄姜发酵工艺，不但能保持较高的收率(与发酵工艺相当)，也可以很大程度上解决高污染废水问题。

(2)水解用酸量减少了90％，高浓度废酸水相应了减少了90％，大大降低了高浓废水排放，减少了污染。

(3)本发明湿品水解物减少，烘干量大大减少，节约了蒸汽用量，效率更高更环保。

(4)水解物含量高，提取效率更高，溶剂用量更少。

(5)滤渣不含酸可直接用做有机肥，实现综合利用。

(6)滤液通过蒸馏可回收套用，减少了废水排放。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种清洁型黄姜发酵工艺，取黄姜粗粉100g加入300g水，恒温45℃发酵48小时，结束后将发酵液使用超声搅拌20分钟，超声搅拌的超声频率为28kHz，使用滤布压滤进行粗分离得到浑浊粗滤液和滤渣，滤渣再加入水超声搅拌，过滤得到浑浊滤液和滤渣，将滤渣再加入水超声洗涤压滤，直至滤液清澈。将得到的清澈滤液与粗分离得到的浑浊粗滤液合并，使用沉降离心机分离得到清液和少量固体，将固体部分加入40ml 1mol/L硫酸126℃水解2h，过滤洗涤至中性，烘干，得水解物6.1g，使用120号溶剂油回流提取结晶，得皂素2.52g，皂素提取收率2.52％。

滤渣可作为有机肥使用。

将使用沉降离心机分离得到的清液经蒸馏得到蒸馏水可套用于工艺用水。

实施例2

一种清洁型黄姜发酵工艺，取黄姜粗粉100g加入300g水，恒温45℃发酵48小时，结束后将发酵液使用超声搅拌20分钟，超声搅拌的超声频率为28kHz，使用滤布压滤进行粗分离得到浑浊粗滤液和滤渣，滤渣再加入水超声搅拌，过滤得到浑浊滤液和滤渣，将滤渣再加入水超声洗涤压滤，直至滤液清澈。将得到的清澈滤液与粗分离得到的浑浊粗滤液合并，使用沉降离心机分离得到清液和少量固体，将固体部分加入40ml 2mol/L盐酸回流4h，过滤洗涤至中性，烘干，得水解物5.9g，使用120号溶剂油回流提取结晶，得皂素2.48g，皂素提取收率2.48％。

实施例3

一种清洁型黄姜发酵工艺，取黄姜粗粉300g加入900g水，恒温45℃发酵48小时，结束后将发酵液使用超声搅拌30分钟，超声搅拌的超声频率为40kHz，使用滤布压滤进行粗分离得到浑浊粗滤液和滤渣，滤渣再加入水超声搅拌，过滤得到浑浊滤液和滤渣，将滤渣再加入水超声洗涤压滤，直至滤液清澈。将得到的清澈滤液与粗分离得到的浑浊粗滤液合并，使用沉降离心机分离得到清液和少量固体，将固体部分加入120ml 1.2mol/L硫酸126℃水解2h，过滤洗涤至中性，烘干，得水解物18g，使用120号溶剂油回流提取结晶，得皂素7.2g，皂素提取收率2.4％。

对比例1

一种清洁型黄姜发酵工艺，与实施例1相同，唯一的不同在于：超声搅拌的超声频率为80kHz，皂素提取收率为1.8％。