天然色素传统工艺与膜分离工艺对比分析
膜技术在天然色素提取中的应用
膜技术在天然色素提取中的应用天然色素应用技术推广实验室aingw@分离膜的工作原理膜分离技术的应用原理近似机械筛分。
是以压力为推动力,实现溶质与溶剂的分离,当溶液体系进入膜装置时，在膜表面发生分离，溶剂(水)和其他小分子质量溶质透过膜,大分子溶质和微粒(如蛋白质、病毒、细菌、胶体等)被膜截留，从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的。
分离膜的分类按孔径、分子量划分的膜类型：微滤（MF）≥0.1um，截留范围：0.025-10μm；截留悬浮固体和细菌。
超滤（UF）0.1-0.01um截留粒径：1-20nm；截留分子量:1000-1000000（对应大小0.002-0.05μm），大分子有机物、蛋白质、多肽，热源（分子量在80万-200万）等。
纳滤（NF）截留粒径：0.1-10nm截留分子量:150-1000，小分子有机物、染料、重金属离子等，除去无机盐和水，具有除盐浓缩、纯化效果。
反渗透（RO）截留范围在1nm以下；100%透过水，截留NaCL脱除率≥99%，无机盐类物质。
透析：靠浓度差而不是靠压力差进行分离，可容性小分子物质可透过膜，而大分子物质（如多糖、蛋白质等）不能透过，可截留的粒径0.02-1μm，通常用于多糖类和蛋白质类有效成分的精制，医疗上用于血液透析和肾透析，目前的技术状况，透析不适宜于在天然色素提取物分离上应用。
分离膜在天然色素提取分离中的作用微滤技术，可以滤除天然色素提取液中的不溶性成分及相对分子量大于几十万的杂质，如淀粉、纤维素、植物胶、大分子鞣质、大分子蛋白质等杂质。
超滤技术，可以滤除天然色素水提液中的相对分子质量较大的物质(无效成分或分级成分)，如纤维素、黏液质、树胶、胶体、淀粉、鞣质、蛋白质、多糖、多肽、树脂等成分。
它们在水提液中多数呈溶解状态或微溶状态，通过选择的不同截留分子量的超滤膜可以实现分级分离。
纳滤膜技术，可以脱除相对分子量在几十至几百不等有机小分子物质和无机盐离子及水，对于相对分子量大于500da的中药有效成分，采用截留分子量较小的纳滤膜可以实现脱盐降灰份精制和浓缩。
天然色素膜分离浓缩设备
天然色素膜分离浓缩工艺过程：提取液通过预处理去除部分固性杂质（常用过滤方式有板框过滤/离心等），然后经过膜过滤，去除溶解性大分子杂质，彻底实现色素料液的澄清，然后进入浓缩膜截留色素，使灰分及其他小分子杂质透过，实现浓缩脱水以及除杂质的双重目的。
天然色素膜分离试验效果图超滤膜澄清技术：超滤用于生产色素的澄清，替代了传统澄清方法，它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧，对于有些色素品种，超滤法可以提高3倍左右。
膜浓缩技术：膜浓缩常用于色素常温下的浓缩/除水，通常与蒸发器联用或取代蒸发器，过滤时，水及部分小分子杂质（如红曲红中桔霉素）通过膜而色素组分则被截留浓缩，达到浓缩色素的同时去除了小分子杂质，提高产品品质。
天然色素膜分离浓缩工艺：天然色素提取液→预处理→超滤膜分离→膜浓缩→后续工艺天然色素膜分离浓缩工艺优势：1.超滤膜过滤精度高，彻底去除溶液中的大分子杂质，提高提取液的纯度；2.膜工艺可回收上清夜中的剩余色素，提高收率20%以上；3.浓缩膜在常温的条件下进行预浓缩避免了升温蒸发对色素的破坏，提高成品质量；4.膜浓缩液浓度可达20-30%，节省喷干成本（纳滤浓缩的除水成本在20-30元/吨水，喷雾干燥除水成本在80-100元/吨水）。
5.膜工艺的应用色素的效价提炼收率将接近100%，且由于副产品的脱除成品色阶将比原工艺提高15-30%。
6.膜再生清洗容易，维护成本低，膜浓缩的成本只有热浓缩的1/5左右，极大的节省了企业的生产成本；7.膜浓缩的同时脱除小分子杂质，提高产品品质；天然色素膜分离浓缩应用案例：甜菜红色素，红曲红色素，栀子黄色素，萝卜红色素，姜黄色素，绿色素等膜过滤浓缩以上就是成都和诚过滤技术有限公司为大家介绍的关于天然色素膜分离浓缩设备的相关内容，希望对大家有所帮助！该公司是一家专业从事于膜分离技术及膜过滤技术的研发与应用的高科技工程公司。
专注于解决酒水饮料/果酒果醋/食醋酱油/植物提取/动物提取/中药制剂/茶饮及茶叶深加工/发酵液/纯化水/化工废水等生产过程中的相关过滤、澄清、除杂、精制、浓缩等难题，同时为客户提供专业的技术解答、过滤设计。
天然色素的提取和研究进展_姚成立
蕃茄红素最突出的生理功能是具有卓越的抗氧化 性。目前 Ｍａｋｈｔｅｓｈｉｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｗｏｒｋｓ［１］开发出蕃茄红素 制品， 以富含蕃茄红素（ ２５０－ ３００ ｐｐｍ） 的蕃茄新品种为
原料， 抽提出油脂成分， 即得到一种粘浓缩液， 此制品约 含 ５％左右的蕃茄红素。
研究还发现蛇莓果天然色素［２］在 ｐＨ＞５ 的溶液中很 不稳定， 桂皮酸和苹果酸有消色作用， 增色效果随金属 离子价态的升高而增强； 在碱性条件下石榴皮色素［３］吸 光度最大， 但耐光性较差， Ｎａ２ＳＯ３ 和 Ａｌ３＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ３＋对色 素有明显的增 色 作 用 ； 胭 脂 萝 卜 红 色 素［４］可 溶 于 水 ， 难 溶于丙酮等有机溶剂， 该色素具有耐热、光、酸、盐、金属 离 子 、细 菌 性 ， 其 色 调 随 ｐＨ 值 改 变 而 变 动 ； 金 属 离 子 Ｃｕ２＋、Ｆｅ３＋、Ｓｎ２＋和 Ｐｂ２＋对蜀葵花紫红色素［５］稳定性 有 不 良 影响， Ｚｎ２＋对色素的稳定性只有轻微影响， 而 Ａｌ３＋、Ｎａ＋、 Ｍｇ２＋、Ｋ＋、Ｆｅ２＋和 Ｃａ２＋对色素的稳定性则皆无不良影响； 当 ｐＨ 为 ２－ １０ 时， 浙江衢州产黄色桔皮色素［６］稳定性好， 对 多种金属离子的作用不显著， 色素对氧化剂 Ｈ２Ｏ２ 的耐 受能力较差， 对还原剂 Ｎａ２ＳＯ３ 的耐受能力强； 从天然食 用 紫 卷 心 菜 中 提 取 的 紫 红 色 素 ［７］的 溶 解 性 、热 稳 定 性 、光 稳定性以及在酸中的性质稳定性较好， 氧化剂或还原剂 对其有一定影响， 是值得开发的天然食用色素； 玫瑰花 色 素［８］对 光 、热 耐 受 性 好 ， 适 用 ｐＨ 值 范 围 宽 ， 耐 氧 化 性 较 差 ， 耐 还 原 性 较 好 ， Ｆｅ３＋和 Ｓｎ２＋对 其 吸 光 值 有 明 显 影 响， Ｃｕ２＋、Ａｌ３＋、食盐和蔗糖则影响甚微。
分离提取天然色素的膜过滤技术
分离提取天然色素的膜过滤技术
利用传统工艺提取天然色素过程中，经过离心、精滤等方式处理，后期结合单效、多效浓缩、减压真空浓缩等方式，对提取液进行浓缩和除杂，以获得我们需要的有效成分。
传统工艺在久置过程中，溶解性杂质仍然会析出产生沉淀，导致成品出现分层、返浑等现象，极大的影响了产品品质。
膜分离技术应用在天然色素的生产，提高了天然色素的生产收率、去除副染料及小分子杂质、降低生产成本，无疑膜技术为巩固其在天然色素工业中的地位起了至关重要的作用。
在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有超滤和纳滤：
1、超滤用于发酵生产色素的澄清，替代了传统澄清方法，它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。
2、纳滤用于色素常温下的浓缩或者除水，通常与蒸发器联用或取代蒸发器。
过滤时水及部分小分子杂质通过膜而色素组分则被截留浓缩。
德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求。
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业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境，助力企业产业升级。
天然产物的提取与分离技术
天然产物的提取与分离技术天然产物的提取与分离技术是一项重要的研究领域，涉及到从自然界中提取和分离有价值的化合物。
这些化合物可以用于药物开发、食品添加剂制备、香料生产等众多领域。
本文将探讨天然产物的提取与分离技术的原理、方法和应用。
一、提取技术天然产物的提取是指将目标化合物从天然来源中分离出来的过程。
常见的提取技术包括溶剂提取、蒸馏提取和超声波提取。
1. 溶剂提取溶剂提取是最常用的提取方法之一。
它利用溶剂与目标化合物的溶解度差异，将化合物从固体或液体的混合物中分离出来。
常见的溶剂包括乙醇、乙醚、丙酮等。
溶剂的选择应根据目标化合物的特性和提取条件来确定。
2. 蒸馏提取蒸馏提取是利用物质的沸点差异将目标化合物从混合物中分离出来的方法。
通过加热混合物，使其中的组分按照沸点顺序蒸发和凝结，然后收集目标化合物。
蒸馏提取适用于挥发性较高的化合物。
3. 超声波提取超声波提取是利用超声波的能量促进溶剂与混合物中的化合物反应，从而加速提取过程。
超声波的高频振动可破坏植物细胞壁，释放其中的化合物。
超声波提取具有提取效率高、时间短的优点，广泛应用于天然产物的提取过程中。
二、分离技术分离技术是将提取得到的混合物中的化合物进一步分离的过程。
常用的分离技术包括色谱技术、电泳技术和膜分离技术。
1. 色谱技术色谱技术是一种基于物质在固体或液体固定相上的分配系数差异进行分离的方法。
常见的色谱技术包括薄层色谱、纸层析、气相色谱和液相色谱等。
通过选择合适的固定相和流动相，即可实现对混合物中的化合物进行有效的分离。
2. 电泳技术电泳技术是一种利用化合物在电场中的迁移速度差异进行分离的方法。
常见的电泳技术包括凝胶电泳、毛细管电泳和等电聚焦等。
电泳技术具有分离效率高、分离速度快的特点，被广泛应用于天然产物的分离领域。
3. 膜分离技术膜分离技术是一种利用半透膜对混合物中的组分进行分离的方法。
常见的膜分离技术包括超滤、逆渗透和蒸发浓缩等。
通过调节膜的孔径和渗透性，可以实现对混合物中的组分进行有效的分离和浓缩。
膜技术用于紫薯花色苷色素分离纯化的工艺研究
膜 分 离纯化 — 浓 缩 膜
色素粉 末
２ 实验 部 分
２ １ 提 取 实验 ．
ｏ
１ １ ２５ ４ ５ｏ ６ ７ ８ ９ ｏ ５ ０ ０ ０ ０ ０
时间 ／ ｎ ｍｉ
提取实验中采用水提法 ，通过单 因素实验对 提 取 时问 、温度 、水量 、提 取 剂 等 因 素 分别 进 行
；且 其 具 有 抗 氧 化 、
清除自由基作用 ，减少低密度脂蛋白 （ Ｄ ） Ｌ Ｌ ，抗 突变 、抗 肿瘤 ，改善 视力作 用 。紫薯 花色 苷色 素
作者简介 ：万莹 （９ ８一） １８ ，女 ，硕士研究生 ，研究方向为天然产物提取 。
溶 于水 和 乙 醇 ，不 溶 于 乙 醚 、氯 仿 等 有 机 溶 剂 ； 遇 醋酸铅 试剂 会沉 淀 ，并 能 被活性 炭 吸附 。 膜技 术 是 一种 选 择 性 分 离 的技 术 ，该 技 术
能耗 小 、浓缩 分 离过 程 不 发 生 相变 ；浓 缩 分 离 过
采用最 佳 条件 提取 的色素 溶 液 通 过离 心 后 进 人 膜 过程 纯化 浓缩 。色 素粗提 液各 项指 标如 表 １ 。
表 １ 色 素 粗 提 液 检 测 结 果
Ｔａ ｅ １ Ｔｅ ｔｒ ｓ ｔ ｂｌ ｓ ｅ ｕｌｓ
程是 连续 式 、母 液 进入 系 统直 接产 出浓液 与淡液 ；
与传统蒸发工艺相比，节省能耗 ，降低成本。采用 膜技术 分离纯化浓缩 天然色素溶 液可 以避免 色素 的
变性 和损失 ，可 以保 证天然色 素的活性 。
２ ２ 分离 纯化 ．
１ 材 料 设 备 与 方 法
１ １ 实 验材料 与设 备 ．
紫薯 原 料 由武 汉 市 花 之 恋 食 品 有 限 公 司 提 供 。膜 组 件 及 设 备 ：湖 北 工 业 大 学 膜 技 术 研 究
天然色素的提取与分离
用天然或人工合成的高分子膜，以外界能量或化 学 位 差 为 推 动 力 对 混 合 物 进 行 分 离 、分 级 、提 纯 和 浓 缩的方法．在色素分离中，利用色素与杂质分子大小 的差异，采用纤维超滤膜和反渗透膜，可阻留各种不 溶 性 大 分 子 如 多 糖 、蛋 白 质 等 ．该 法 工 艺 简 单 、效 能 高、可用于可可色素、红曲色素的分离．
Ｒｏｚｚｉ．ＮＬ 研究了 ３２￣８６ ℃、１３．７８０ ０￣４８．２６８ ６ ｋＰａ 条件下从番茄副产品中提取番茄红素．结果表明，在８６ ℃、３４．４７８ ６ ｋＰａ 条件下得到了 ３８．８％的最大提取率．［１］ １．３ 超声波提取
超声波是一种弹性波，它能产生并传递强大的能 量，大能量的超声波作用于液体后，在振动处于稀疏 状态时，声波在植物组织细胞里比电磁波穿透更深，停 留时间也更长，使液体被击成很多的小空穴后，发生 瞬间闭合，产生高达 ３ ０００ ＭＰａ 的瞬间压力，即产生空 化作用，导致植物细胞破裂．此外，超声波还具有机械 振 动 、乳 化 扩 散 、击 碎 等 多 级 效 应 ， 可 使 植 物 中 有 效 成 分 转 移 、扩 散 及 提 取 ． 因 此 ， 用 超 声 波 提 取 色 素 ， 操 作 简 便 、快 速，无 需 加 热 、提 取 效 率 高 、速 度 快 、效 果 好，且 结构不被破坏．
色素提取方法
色素提取方法色素是一种广泛存在于自然界中的化合物，具有丰富的色彩和营养成分。
在食品、医药、化妆品等领域，色素的提取和应用具有重要意义。
本文将介绍几种常见的色素提取方法，希望能够为相关领域的研究人员提供一些参考和帮助。
首先，传统的色素提取方法之一是水提取法。
这种方法适用于一些水溶性色素的提取，操作简单，成本较低。
一般来说，将原料样品研磨成粉末状，然后加入适量的水，经过搅拌和加热，使色素溶解在水中，最后通过离心或过滤的方式将色素分离出来。
这种方法适用范围较窄，但对于一些水溶性色素来说，效果还是不错的。
其次，有机溶剂提取法也是一种常见的色素提取方法。
相比于水提取法，有机溶剂提取法更适用于一些脂溶性色素的提取。
常用的有机溶剂包括乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。
将原料样品与有机溶剂进行充分混合，然后通过蒸馏或萃取的方式，将色素从有机溶剂中提取出来。
这种方法操作相对复杂一些，但对于一些脂溶性色素的提取效果较好。
另外，超临界流体提取法也是近年来备受关注的一种色素提取新技术。
超临界流体是介于气体和液体之间的状态，在一定的温度和压力下具有较高的溶解能力。
利用超临界流体进行色素提取，可以避免有机溶剂残留的问题，对色素的选择性提取效果也较好。
超临界流体提取法操作复杂，设备要求较高，但在色素提取纯度和环保性方面有明显优势。
最后，离子液体提取法是近年来新兴的一种色素提取技术。
离子液体是一种无机盐类，在常温常压下呈液态，具有良好的溶解性和选择性。
利用离子液体进行色素提取，可以实现对色素的高效提取和分离，对色素的稳定性和纯度要求较高的情况下具有一定优势。
离子液体提取法在实际应用中还存在一些问题，如成本较高、回收利用困难等，但随着技术的不断进步，相信会有更多的优化和改进。
综上所述，色素提取方法的选择应根据具体的色素性质和应用要求来确定。
不同的提取方法各有优劣，需要结合实际情况进行选择和应用。
希望本文介绍的色素提取方法能够为相关领域的研究和生产工作提供一些帮助，推动色素提取技术的进一步发展和应用。
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天然色素传统工艺与膜分离工艺对比分析
国外天然色素生产企业将膜分离技术应用在天然色素的生产，提高了天然色素的生产收率、去除副染料及小分子杂质、降低生产成本，无疑膜分离技术为巩固其在天然色素工业中的地位起了致关重要的作用。
传统工艺
玉米，淀粉—发酵—板框过滤—调等电点沉降—酶解—离心机分离—离心分离液喷干—成品包装
在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有超滤和纳滤：
1、超滤用于发酵生产色素的澄清，替代了传统澄清方法，它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。
2、纳滤用于色素常温下的浓缩/除水，通常与蒸发器联用或取代蒸发器。
过滤时，水及部分小分子杂质(如红曲红中桔霉素)通过膜而色素组分则被截留浓缩。
天然色素结合膜分离工艺
应用膜工艺可回收上清夜中的剩余色素，提高收率20%以上，同时离心分离液经超滤后滤液澄清透明，杂质少;纳滤膜在常温的条件下进行预浓缩避免了升温蒸发对色素的破坏提高成品质量，浓缩液浓度可达20-30%，节省喷干成本(纳滤浓缩的除水成本在20-30元/吨水，喷雾干燥除水成本在80-100元/吨水)。
该工艺的应用色素的效价提炼收率高，且由于副产品的脱除成品色阶将比原工艺提高15-30%。
桔霉素的分子量为200-300之间，小于红曲红色素的分子量，通过选择一定截留分子量的纳滤膜可将部分的桔霉素透析出来，将桔霉素降低到一个可接受的水平，彻底解决我国红曲红色素在出口时遇到的质量问题。