一种用竹子制备竹子提取物和竹浆的方法与流程

本发明涉及竹子深加工技术领域，具体是涉及一种用竹子制备竹子提取物和竹浆的方法。

背景技术：

中国素有“竹子王国”之称，拥有十分丰富的竹类资源，为了缓解木材的短缺，造纸行业越来越重视对竹类原料的研究应用，各种竹类纸制品应运而生。近年来，本色竹浆的应用市场越来越广泛，在其加工制作过程中，无需漂白，只需洗涤干净即可使用，所得产品颜色纯正自然，强度好，松厚度高，具有燃烧快、灰白，无异味的特点。传统竹子制浆主要采用硫酸盐法，必须添加较多化学品才能溶出木素，达到竹纤维的有效分离，得率一般50%左右，产生大量的黑液不仅污染环境，而且回收成本很高。专利《一种制备竹浆的设备》（cn105484086a）采用一种高温高压催化剂蒸煮方法得到反应竹浆，进行固液分离后，得到黄液和竹浆，但对所得黄液并未做任何提取利用，造成资源的严重浪费。

另一方面，众多研究已表明，竹子提取物具有多种生物活性，功能主治：清热化痰、除烦止呕、胆火挟痰、烦热呕吐、惊悸失眠、妊娠恶阻、胎动不安，具有显著的抗疲劳、抗应激和抗癌活性。近十年来，对竹子提取物的科学研究和产品开发引起了业界的广泛重视，除了药用之外还可以开发饮料添加剂、功能食品、保健品、生活用品、兽药。现有技术中，专利《竹子中提取的三萜总皂甙元的组成、方法及其用途》（cn1506373a）采用超临界萃取技术提取竹茹也仅在实验室条件下进行，无法大规模生产，目前竹子提取物的加工仍然主要通过手工或简易设备操作，劳动强度较高，效率很低，并且存在材料损耗率高等技术缺陷；专利《竹子制备竹子提取物和竹浆的方法》（cn105998767a）提出蒸煮竹浆和提取滤液制备竹茹提取物的方法，但该方法和所用设备仅限于实验室探索，其工艺流程和参数也待完善，未能实现工业工程化生产。

技术实现要素：

为解决上述存在的问题，本发明提出一种制备竹子提取物和高得率本色竹浆的生产方法，实现清洁高效、低成本，无污染工业生产，具有显著的社会和生态效益。

本发明提供的一种用竹子制备竹子提取物和竹浆的方法，具体包括如下步骤：

（1）将新鲜竹子预浸渍去除废弃物后，对其进行切片、清洗，再将其撕成细小碎片；

（2）将上一步骤所得的竹片输送至蒸煮设备，蒸煮后将溶液和竹片分离；

（3）将步骤（2）蒸煮设备排出的溶液冷却，先过滤去除肉眼可见的夹杂物，再过滤去除含有可溶性蛋白、果胶、淀粉的物质，过滤后的溶液进入储罐；

（4）对上一步骤过滤后的溶液浓缩至浓度为30%-80%的溶液，浓缩后的溶液进入储液罐；

（5）利用干燥技术将上一步骤中获得的溶液制成粉状的竹子提取物或饮料添加剂，用于工业或食品应用领域；

（6）将步骤（2）蒸煮设备排出的竹片输送至挤压机，挤压后的滤液回用到竹子提取工艺，即步骤（3）至步骤（5）进行处理。残渣输送至破碎机破碎后，输送至磨浆设备进行磨浆，磨后浆料进入浆池；

（7）将上一步骤进入浆池的浆料输送至除渣设备，去除浆料中的轻重杂质，并经筛净化处理去除外来杂质和少部分纤维束，尾浆进入沉渣箱，良浆进入下一步骤处理；

（8）将上一步骤得到的良浆泵送至浓缩机脱水浓缩，制成竹浆制品。

作为优选，步骤（1）中采用的新鲜竹子含水量为30%-65%，切片后竹片厚度小于15mm，宽度为5-20mm，长度为20-60mm，竹片经螺旋挤压撕裂机撕裂成束状、丝团状。

作为优选，步骤（2）中蒸煮过程中，蒸煮气压为0.1-3.0mpa，蒸煮温度为100-350℃，蒸煮时间为0.5-10h。

作为优选，步骤（3）中将蒸煮设备排出的溶液冷却至10-100℃。

作为优选，步骤（4）对溶液的浓缩采用渗透膜反方向渗透的方式，溶液脱水浓缩成4%-30%的溶液，之后采用多效降膜蒸发器制成不同浓度比的溶液，溶液的浓度范围在30%-80%。

作为优选，步骤（5）中，将步骤（4）获得的浓缩液中浓度为30%-50%的浓缩液，采用离心喷雾干燥技术获得粉状竹子提取物；

作为优选，步骤（5）中，将步骤（4）获得的浓缩液中浓度为70%-80%的浓缩液，制成饮料添加剂。

作为优选，步骤（6）中，竹片残渣经挤压机挤压脱水至干度25%-40%。

作为优选，步骤（6）中，竹片残渣破碎后先进入高浓磨浆机，进行竹纤维分解并软化成浆，磨后浆料进入浆池，即消潜池，消潜池搅拌后泵送至双盘磨浆机进行常压磨浆，分丝帚化竹纤维，磨后浆料进入浆池。

作为优选，步骤（6）中，高浓磨浆机进行磨浆，进浆浓度为15%-30%。

作为优选，步骤（6）中，双盘磨浆机进行常压磨浆，进浆浓度为3.5%-4.0%。

作为优选，步骤（7）中，首先将浆池中的浆料浓度稀释调节至2%-3%，再泵送至中浓锥形除渣器除渣。

作为优选，步骤（7）中，筛选净化处理过程中，进浆浓度为2%-3%，筛孔直径为1-3mm。

作为优选，步骤（8）中，良浆泵送至浓缩机，上浆浓度为2.5%-3%，通过自然脱水-挤压脱水进行浓缩脱水至30%-50%干度，制成竹浆成品。

本发明与现有技术相比，采用纯机械方法和设备，整个生产过程不添加任何化学药品，充分利用天然资源，生产工艺简单，制得的产品是纯天然绿色环保产品，具有良好的开发价值和推广前景。其中竹子提取物具有良好的分散性、流动性，用途广成本低，纯度高。并且，本发明利用竹片残渣制备竹浆产品，制浆过程中获得的滤液，再回用到竹子提取物的制备，实现资源的综合利用，节约能源，大大降低了生产成本。

附图说明

图1：本实施例1的流程示意图。

具体实施方式

本实施例所公开的一种用竹子制备提取物和竹浆的方法，具体包括如下步骤：

（1）选取含水量为30%-65%的新鲜竹子，由前预处理机浸渍，去除竹片上的泥尘、杂质。竹片经由鼓式切片机加工，竹片规格厚度小于15mm,宽度为5-20mm，长度为20-60mm。切片处理后的竹片经输送带传输至清洗机，用纯水清洗竹内的杂质。清洗后的竹片经螺旋挤压撕裂机处理，将竹片挤压撕裂成束状、丝团状，以便高温高压蒸煮和水解出竹子提取物。（2）将上一步骤撕裂分细后所得的竹片输送至高压蒸煮器，蒸煮气压的压力为0.1-3.0mpa，温度为100-350℃，蒸煮时间为0.5-10h，期间多次小放气以消除假压，蒸煮后将溶液和竹片分离排出。

（3）将步骤（2）蒸煮设备排出的溶液冷却至10℃-100℃，进行粗滤。先过滤去除肉眼可见的夹杂物，例如竹颗粒、竹灰、竹碎茎叶等。再用膜过滤法去除含有可溶性蛋白、果胶、淀粉的物质，使之达到下一步骤的进液要求。过滤后的溶液进入储罐，溶液浓度为1%-2%。

（4）对上一步骤过滤后的溶液采用反渗透膜进行浓缩，使得溶液中的水通过渗透膜反方向渗透，脱水浓缩成浓度约4%-30%的溶液，再采用多效降膜蒸发器进行多效蒸发，制成不同浓缩比的溶液，溶质浓度范围在30%-80%，浓缩后的溶液进入储液罐。采用多效蒸发，可最大限度地保留竹子提取物原有的色泽、气味，收益率高，清洗、维护方便，可实现连续化、工业化生产。

（5）对于上一步骤获得的浓缩液中浓度为30%-50%的浓缩液，采用离心喷雾干燥技术获得粉状竹子提取物，可应用在食品、医药等行业，最大程度地利用林业资源，在取得明显经济效益的同时，对我国发展速生木材造纸有重大的指导和借鉴作用。对于上一步骤获得的浓缩液中浓度为70%-80%的浓缩液，用来制成饮料添加剂，该添加剂兼具营养强化剂、免疫增强剂、脂代谢调节剂等多种功能，经济效益显著。

（6）将步骤（2）蒸煮设备排出的竹片输送至螺旋挤压机，挤压脱水至干度25%-40%，挤浆后的滤液回到用于竹子提取工艺，即步骤（3）至步骤（5）进行处理。残渣输送至破碎机破碎后，输送至高浓磨浆机进行磨浆，进浆浓度为15%-30%，使竹纤维分解，再次软化成浆，磨后浆料进入浆池，即消潜池；将消潜池中的浆料泵送至双盘磨浆机进行常压磨浆，进浆浓度为3.5%-4.0%，分丝帚化竹纤维，提高纤维间的结合力，增大打浆度。磨后浆料进入浆池，利用浆池搅拌器不断搅拌防止纤维发生絮聚。

（7）将上一步骤进入浆池的浆料浓度稀释调节至2%-3%，泵至中浓锥形除渣器，去除浆料中的轻重杂质，例如粗浆中的砂粒、竹节、粗纤维、蜡。除渣后，经筛选净化处理去除外来杂质和少部分纤维束，进浆浓度为2%-3%。尾浆进入沉渣箱，良浆进入下一步骤处理。

（8）将上一步骤得到的良浆泵送至浓缩机，上浆浓度为2.5%-3%，浓缩机可根据浆料浓度选择双网浓缩机或螺旋挤压机。良浆经过自然脱水-挤压脱水进行浓缩，脱水至30%-50%干度，制成竹浆制品。上一步骤的良浆也可用于造纸，经筛选后的良浆成浆质量好，可减少造纸过程中的生产故障，生产出质量较高的纸和纸板。

本实施例在步骤（1）中选用螺旋挤压撕裂机对竹子进行挤压撕裂，竹片在螺旋槽内，随着螺旋轴的旋转，螺旋槽容积的缩小，竹片被挤压、撕裂，竹片内大部分空气、水分、部分水溶性物质流出，竹片在螺旋挤压机中受到压榨、剪切、拉伸和扭转各种力的综合作用，使竹片沿其纹理方向撕碎成细小碎片，产生许多龟裂，堆积密度变小，结构变得疏松，增加了竹片的比表面积，更有利于热水的浸渍以获取含量更高的竹子提取物，同时降低在磨浆过程中高浓磨浆机的能耗。

本实施例在步骤（2）中选用高压蒸煮器，采用置换循环工艺流程和纯水系统，热水在蒸煮器内不断循环，使得原料充分接触热水，提高了竹片内含物的提取率，蒸煮过程中不添加任何化学物品。