应用于农业生产的柑橘类果皮的无残渣式加工方法与流程

本发明属于农业生产技术领域，尤其涉及一种应用于农业生产的柑橘类果皮的无残渣式加工方法。

背景技术：

柑橘类水果在世界水果生产中属第一大类，在热带、亚热带地区均有种植，其年产量突破1亿吨。柑橘除部分用于鲜食之外，大部分用于榨汁和罐头制作等，而在柑橘加工后会产生大量的果皮等副产物，这些副产物含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素以及酚类、萜烯类等次生代谢产物等。

柑橘类果皮通过加工后被广泛用于医药、食品、畜牧业和种植业等，现有技术中柑橘类果皮的加工仅限于一种至多种化合物的提取，如cn102285862b中提取柠檬烯、cn100384861c制备柑橘黄酮以及cn103304363b中联合提取右旋柠烯、黄酮和果胶等，但该过程易产生废渣废水等物质，或者是加工工艺简单，产物单一，如cn102249756b、cn103396235b、cn103833467b等，很难将柑橘类果皮中的营养物质全部充分利用，无法提升产品的附加值。

由上可见，现有的方法仅是以提取一种至多种单一化合物或者与其他物质加工成一种有机肥为最终目标，易产生果皮废渣、废水等物质或者未充分利用柑橘类果皮的价值，因而在柑橘类果皮综合加工利用方面普遍还存在着产品单一、有废渣产生和附加值低等问题，这是目前柑橘类果皮开发主要面临的难题，如何对柑橘类果皮加工以及综合利用是目前急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种应用于农业生产的柑橘类果皮的无残渣式加工方法，该方法是以柑橘类果皮为原料同时生产有机水溶肥料和有机肥原料的高效综合加工利用方法，生产过程中无废料产生，且产物种类多样，能更全面的运用到农业生产中去，提高其利用价值。

为了达到上述目的，本发明提供了一种应用于农业生产的柑橘类果皮的无残渣式加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

将计量好的新鲜无病柑橘类果皮烘干、粉碎成1×1-4×4mm²大小置于反应釜中，向其中加入8-12倍体积的蒸馏水浸泡1-2h，然后添加1-3％果皮量的氯化铵；

开启反应釜进行蒸馏提取，在反应釜温度达到30-80℃时开启超声波处理，待超声波处理完毕后继续加热反应釜进行蒸馏提取，直至液油不再增加，充分静置，分离获得油相分离物和水相分离物；

重复将所得水相分离物投入到反应釜中采用上述方法进行蒸馏处理，直至油相分离物不再增加，分离获得油相分离物、水相分离物和提取后的果皮渣，将剩余的果皮渣经自然晾干、粉碎后获得有机肥原料；

合并前述步骤中获得的油相分离物，采用减压蒸馏法进行处理，分别获得d-柠檬烯以及富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物；

将所得d-柠檬烯用于农药生产，并将富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物与合并的水相分离物混合，获得有机水溶肥料。

可以理解的是，为了能够同时实现蒸馏与超声处理，可采用将超声波发射器放置在反应釜挂壁上进行处理。可选的，还可以在开启反应釜进行蒸馏提取前向反应釜中加入沸石，避免原料粘连反应釜底。

作为优选，所述柑橘类果皮选自柑橘皮、橙皮、柚子皮和橘子皮中的至少一种。

作为优选，将新鲜无病柑橘类果皮粉碎后过10目筛，果皮大小为1×1-4×4mm²。

作为优选，于60℃-70℃下对新鲜无病柑橘类果皮于烘干。

作为优选，超声波功率为1500w-2000w,超声波处理15-20min。

作为优选，超声波处理完毕后于蒸馏温度90-100℃、蒸馏时间70-90min继续进行蒸馏提取。

作为优选，采用减压蒸馏法进行处理具体包括：

将合并的油相分离物放置在内装沸石的减压蒸馏装置内，将气压设置为(0.8-1.5)ⅹ10³pa，收集58℃-63℃、时长为40-60min的馏分，获得d-柠檬烯，其余馏分的集合为富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物。可以理解的是，将合并的油相分离物放置在内装沸石的减压蒸馏装置内后，按常规逐步升高温度，待温度达到58℃左右开始收集58℃-63℃范围的馏分，并将对该温度范围进行控制，以维持40-60min，从而获得相应的d-柠檬烯。

作为优选，所述d-柠檬烯的提取率为0.8-2.4％，所述次生代谢产物的提取率为10-15％。

作为优选，所述有机肥原料包含碳水化合物且富含铜、铁、锰、锌、硼、钼在内的微量元素。

作为优选，所述水相分离物富含0.42％-1.52％的醇类物质提取物：萜品醇、萜烯醇、二氢香芹醇、顺式香芹醇、反式香芹醇、橙花醇、小茴香醇、香茅醇、莰醇、茨醇、松油醇、3,5-二甲基苯甲醇、紫苏醇、葑醇、松油醇、3、7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇、正辛醇、环己醇、异蒲勒醇、异胡薄荷醇、芳樟醇、豆蔻醇；0.68％-8.22％的醛类物质提取物：壬醛、香茅醛、柠檬醛、肉豆蔻醛、葵醛、紫苏醛、月桂醛；0.03％-3.94％的酮类物质提取物：香芹酮、薄荷酮、胡椒酮、茨酮、间甲基苯已酮、圆柚酮；0.02-2.21％的脂类物质提取物：乙酸橙花酯、乙酸香叶酯、香茅酯、(e)-3、7-二甲基-2、6--辛二烯酯、2,6、6-三甲基-2,4-环庚二烯-1-酯、o、0-二甲基-o-硫代磷酸酯、2-甲基丙酸-3,7-二甲基-2,6辛二醇酯。

与现有技术相比、本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的应用于农业生产的柑橘类果皮无残渣式加工方法可将柑橘类果皮加工成d-柠檬烯，有机水溶肥料和有机肥原料等农业用产品，可使果皮中的营养物质得到充分利用，充分提升产品的附加值，同时增加柑橘类果皮的可利用空间；

2、本发明提供的加工方法在生产过程中无废水、废渣产生，该方法具有生产工艺先进、环保无污染、产品附加值高、产品种类多样及可大规模生产等特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无残渣式加工方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的应用于农业生产的柑橘类果皮的无残渣式加工方法，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，将计量好的新鲜无病柑橘类果皮于60℃下烘干，粉碎过10目筛后置于反应釜中，向其中加入8倍体积的蒸馏水浸泡2h，然后添加1％果皮量的氯化铵；

开启反应釜进行蒸馏提取，添加沸石，在反应釜温度达到30-40℃时开启超声波处理，于超声波功率1500w下处理20min，待超声波处理完毕后继续加热反应釜，并于蒸馏温度90-100℃进行蒸馏提取70min，直至液油不再增加，充分静置，分离获得油相分离物(橙油)和水相分离物；

重复将所得水相分离物投入到反应釜中采用上述方法进行蒸馏处理，直至油相分离物不再增加，分离获得油相分离物(橙油)、水相分离物和提取后的果皮渣，将剩余的果皮渣经自然晾干，粉碎后获得有机肥原料；

合并前述步骤中获得的油相分离物(橙油)置于内装沸石的减压蒸馏装置中减压蒸馏，将气压设置为0.8ⅹ10³pa，收集58℃-63℃、时长为40-50min的馏分，获得d-柠檬烯(提取率为1.2％)，其余馏分为富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物(提取率为12.8％)；

将所得d-柠檬烯用于农药生产，并将富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物与合并的水相分离物混合，获得有机水溶肥料。

实施例2

将计量好的新鲜无病柑橘类果皮于65℃下烘干，粉碎过10目筛后置于反应釜中，向其中加入10倍体积的蒸馏水浸泡1.5h，然后添加2％果皮量的氯化铵；

开启反应釜进行蒸馏提取，添加沸石，在反应釜温度达到50-60℃时开启超声波处理，于超声波功率1800w下处理16min，待超声波处理完毕后继续加热反应釜，并于蒸馏温度90-100℃进行蒸馏提取80min，直至液油不再增加，充分静置，分离获得油相分离物(橙油)和水相分离物；

重复将所得水相分离物投入到反应釜中采用上述方法进行蒸馏处理，直至油相分离物不再增加，分离获得油相分离物(橙油)、水相分离物和提取后的果皮渣，将剩余的果皮渣经自然晾干，粉碎后获得有机肥原料；

合并前述步骤中获得的油相分离物(橙油)置于内装沸石的减压蒸馏装置中减压蒸馏，将气压设置为1.2ⅹ10³pa，收集58℃-63℃、时长为45-55min的馏分，获得d-柠檬烯(提取率为2％)，其余馏分为富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物(提取率为18.5％)；

将所得d-柠檬烯用于农药生产，并将富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物与合并的水相分离物混合，获得有机水溶肥料。

实施例3

将计量好的新鲜无病柑橘类果皮于70℃下烘干，粉碎过10目筛后置于反应釜中，向其中加入12倍体积的蒸馏水浸泡1h，然后添加3％果皮量的氯化铵；

开启反应釜进行蒸馏提取，添加沸石，在反应釜温度达到70-80℃时开启超声波处理，于超声波功率2000w下处理15min，待超声波处理完毕后继续加热反应釜，并于蒸馏温度90-100℃进行蒸馏提取90min，直至液油不再增加，充分静置，分离获得油相分离物(橙油)和水相分离物；

重复将所得水相分离物投入到反应釜中采用上述方法进行蒸馏处理，直至油相分离物不再增加，分离获得油相分离物(橙油)、水相分离物和提取后的果皮渣，将剩余的果皮渣经自然晾干，粉碎后获得有机肥原料；

合并前述步骤中获得的油相分离物(橙油)置于内装沸石的减压蒸馏装置中减压蒸馏，将气压设置为1.5ⅹ10³pa，收集58℃-63℃、时长为50-60min的馏分，获得d-柠檬烯(提取率为2.4％)，其余馏分为富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物(提取率为15％)；

将所得d-柠檬烯用于农药生产，并将富含维生素、酚类、萜烯类的次生代谢产物与合并的水相分离物混合，获得有机水溶肥料。

经济效益测试

生产1吨d-柠檬烯，需要干果皮70-80吨，剩余废渣69-79吨，现有专利大多加工工艺简单，产物单一，例如cn102285862b中仅提取柠檬烯，这样后续所有废弃物均需要交于专业机构处理，其价格为：

废渣处理费用(69-79)ⅹ2.00元+废渣运输费用(100-120)ⅹ30.00元＝3138-3758元

污水处理费用(120-130)吨ⅹ2.00元＝240-260元

剩余果皮渣可以生产69-79吨有机肥，每吨有机肥除去成本人工费用销售价格500元：(69-79)吨有机肥ⅹ500元＝34500-39500元

因此，相比于上述对后续不处理的加工方法可以，通过本申请所提供的无残渣式加工方法至少可节省以上费用37878-43518元，具有显著的经济效益。