醇溶蛋白提取方法与流程

1.本发明是有关一种醇溶蛋白的提取方法。


背景技术：

2.醇溶蛋白是从玉米蛋白粉中提取的高分子蛋白材料，具有防水、成膜性好、短时间内可降解不会污染环境等特点。
3.现有的提取醇溶蛋白的方法中，先以含85％浓度的酒精和玉米蛋白粉结合得到饱和醇溶蛋白浸出液(一般选用体积比为3:1)，以饱和醇溶蛋白浸出液(其中含85％浓度的酒精85mg以及15mg的醇溶蛋白)100ml为列，在该浸出液中加入99.7％无水酒精20ml，通过离心机进行分离析出，得到酒精浓度变为95％，沉淀后得到的醇溶蛋白的酒精含量在30％。
4.上述95％酒精浓度的105ml的分离液，需重新蒸馏至酒精含量99.7％并进行回用，这一过程须消耗大量能量，大约占生产成本的50％。
5.而上述酒精含量在30％以单筒烘干机进行烘干后，醇溶蛋白含酒精2-3％，其余酒精全部无法回收造成损失。
6.如图1为现有方法的流程示意图。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于：提供一种全新的醇溶蛋白提取方法，降低酒精损耗，降低能耗，从而使得醇溶蛋白的生产成本得到极大降低。
8.本发明所采用的技术手段如下。一种醇溶蛋白提取方法，其首先以质量分数85％酒精和玉米蛋白粉得到饱和醇溶蛋白浸出液，在该醇溶蛋白浸出液中加入5℃的冷水，将该醇溶液蛋白浸出液的酒精浓度降至70％，利用萃取分离出含5％酒精的醇溶蛋白以及70％浓度的酒精，该70％浓度的酒精重新蒸馏并回收；醇溶蛋白烘干后通过粉碎机得到醇溶蛋白成品。
9.玉米蛋白粉在与85％酒精混合前，先进行低温烘干，烘干方式采用喷雾干燥或者气流干燥，干燥温度为120℃，采用10秒瞬间干燥方式。
10.玉米蛋白粉先采用常规饲料制粒机进行造粒后形成玉米蛋白粉颗粒，再使用85％酒精萃取醇溶蛋白。
11.造粒后的玉米蛋白粉颗粒先用乙酸乙酯萃取色素，之后在将萃取色素后的玉米蛋白粉颗粒用85％的酒精混合二次萃取醇溶蛋白。
12.醇溶蛋白通过双筒烘干机进行烘干，该双筒烘干机设置有两个横向并排设置的圆柱形烘干桶，烘干桶通过驱动电机驱动转动，烘干桶温度为200-320℃；两个烘干桶上方为醇溶蛋白进入区，下方得到烘干后的片状醇溶蛋白；双筒烘干机上方设置回收装置，回收装置设置用于吸收挥发酒精的吸收罩，吸收罩连接冷凝器，通过冷凝器将酒精冷凝回收。
13.将回收的酒精混合并重新蒸馏至95％，供回用。
14.一种醇溶蛋白的使用方法，将醇溶蛋白加入增塑剂形成生物塑料。
15.将醇溶蛋白加入85％酒精，再加入甘油三脂加热搅拌得到生物塑料。
16.其中醇溶蛋白和85％酒精以及甘油三酯的质量比为100:20:10，加热温度为40℃，搅拌加热时间为30分钟。
17.本发明的有益效果如下：本发明给出一种全新的醇溶蛋白提取方法，降低酒精损耗，降低能耗，从而使得醇溶蛋白的生产成本得到极大降低。
附图说明
18.图1为现有的醇溶蛋白提取方法流程示意图。
19.图2为本发明的醇溶蛋白提取方法流程示意图。
20.图3为本发明所使用的双筒干燥剂结构示意图。
具体实施方式
21.请参阅图2及图3所示，本发明给出一种醇溶蛋白(zein)提取方法，其首先以质量分数85％酒精和玉米蛋白粉(俗称玉米面筋corn gluten)得到醇溶蛋白浸出液，本文中百分比均为质量分数。其重点在于，在该醇溶蛋白浸出液中加入5℃的冷水，将该醇溶液蛋白浸出液的酒精浓度降至70％，利用醇溶蛋白溶解度的不同萃取分离出含5％酒精的醇溶蛋白浆以及70％浓度的酒精，该70％浓度的酒精重新蒸馏并回收；醇溶蛋白浆烘干后通过粉碎机得到醇溶蛋白成品。萃取过程可以采用逆流系统(counter flow system)，并且使用多个提取罐(extraction tanks)，一般为6个以上，甚至20个，这都是萃取工艺中的常用手段。
22.与现有的工艺相比，本发明采用加入冷水的方式，降低饱和醇溶蛋白的酒精浓度至70％，醇溶蛋白析出含酒精5％，然后用烘干机后再粉碎得到产品。而析出醇溶蛋白后的酒精只需从70％蒸馏回用，一般选择蒸馏到95％以利保存和有较高的回收效率，使用时再加水调到85％，避免了现有方法需要蒸馏到99.7％的最大能耗段，显著降低能耗，一般可以降低60-70％。而损失的酒精也只有5％，同样降低了损失的酒精，而旧工艺损失的酒精多多达30％。
23.玉米蛋白粉在与85％酒精混合前，可以先进低温和烘干，烘干方式采用喷雾干燥或者气流干燥，干燥温度为120℃，采用10秒瞬间干燥方式。而现有的工艺中，生产商会直接购买已经烘干了的玉米蛋白粉，而购买的玉米蛋白粉是淀粉制作过程的副产品，因此在制作过程时是以高温烘干，不会顾及醇溶蛋白的质量，一般能够购买的玉米蛋白粉内含有的醇溶蛋白都已经被高温变性。本案的烘干方式确保玉米蛋白粉在烘干的过程中不会因过热而令玉米蛋白粉内的醇溶蛋白分子结构受损，制造优质的醇溶蛋白。
24.玉米蛋白粉可以先采用常规饲料制粒机进行造粒(pelleting)后形成玉米蛋白粉颗粒，再使用85％酒精萃取醇溶蛋白，造粒的大小可以根据需求设置，这是成熟的技术。其可以降低酒精的使用量，有助令酒精抽取过程更顺利，降低酒精需要的成本。
25.造粒后的玉米蛋白粉颗粒可以先用乙酸乙酯萃取色素，之后再将萃取色素后的玉米蛋白粉颗粒用85％的酒精混合二次萃取醇溶蛋白。
26.玉米醇溶蛋白具有黄色，这限制了其在许多应用中的使用。玉米醇溶蛋白的主要生产者仅生产黄色玉米醇溶蛋白。黄色的玉米醇溶蛋白虽然能用但会因黄色而大幅限制其用途,毕竟玉米醇溶蛋白是用作替代塑胶的,而塑胶普遍为无色。日本有一家公司生产白
色，但价格非常昂贵。玉米醇溶蛋白的黄色来自两种化合物，叶黄素和玉米黄质。本发明包括使用乙酸乙酯作为溶剂对玉米蛋白粉原料进行初油提取。该方法先将玉米蛋白粉制成颗粒，然后用乙酸乙酯萃取，使油溶解。然后通过蒸发含油的乙酸乙酯得到叶黄素和玉米黄质，乙酸乙酯则回收并循环使用。叶黄素和玉米黄质都具有很高的商业价值，因此可以分开出售。用乙酸乙酯进行上述提取预计不会显著增加生产成本，因为可以回收98％的乙酸乙酯，再加上叶黄素和玉米黄质的收入可以抵消成本,因此可以大幅降低生产白色玉米醇溶蛋白的成本。本发明可以用低成本去除玉米醇溶蛋白中的黄色,及以玉米醇溶蛋白制造白色的玉米醇溶蛋白,这无疑是一个质量上的提升。
27.另外，本发明中醇溶蛋白通过可以双筒烘干机1进行烘干，该双筒烘干机1设置有两个横向并排设置的圆柱形烘干桶12，烘干桶12通过驱动电机2驱动转动，烘干桶温度为200-320℃，加热通过电加热炉13控制，其温度可调，压力可以显示。烘干桶的线速度可以自由控制一般在5mm-100mm/s。
28.两个烘干桶12上方为醇溶蛋白浆进入区3，沉淀后含5％酒精的醇溶蛋白浆从此进入，下方得到烘干后的无酒精片状醇溶蛋白。
29.双筒烘干机1上方设置回收装置4，回收装置4设置用于吸收挥发酒精的吸收罩41，吸收罩41连接冷凝器42，通过冷凝器将酒精冷凝回收，回收到储存桶43中。
30.本发明中仅有5％的酒精，用上述烘干机烘干可以避免破坏醇溶蛋白分子的结构，降低制作成本并确保制作出没有变性的醇溶蛋白。
31.另外，本发明还公开了一种醇溶蛋白的使用方法，将得到的醇溶蛋白加入增塑剂形成生物塑料。经本发明提取的醇溶蛋白可以直接加入增塑剂成生物塑料，旧工艺则需要作额外加工。具体来说，可以将醇溶蛋白加入85％酒精，再加入甘油三脂加热搅拌得到生物塑料。其中醇溶蛋白和85％酒精以及甘油三酯的质量比为100:20:10，加热温度为40℃，搅拌加热时间为30分钟。