Пектини — це природні вуглеводи (полісахариди), що містяться в рослинах. У більшості своїй ці речовини сконцентровані у плодах. Вони є структурними компонентами тканин, забезпечуючи підтримку тургору, тонус плодів, їх збереження та стійкість до посухи. Пектини містяться у клітинному соці фруктів і овочів, складаючи понад половину їх клітинної маси. Виробництво пектинів полягає у руйнуванні клітинних оболонок і вилученні полісахаридів, що знаходяться в них.

Світові обсяги виробництва пектинів щорічно зростають на 3-4%. Разом із цим розвиваються і технології отримання пектинів. При цьому на світовому ринку більшість цих речовин виробляють із цитрусових — їхня частка складає близько 70%. Таким чином, можна говорити про перспективи розвитку виробництва пектинів із лайма і важливість вдосконалення існуючих методів.

Пектин як продукт — що це?

Пектини, отримані з фруктів та овочів, мають вигляд розчинного у воді порошку. За кольором вони бувають від білого до коричневого. Це речовини без смаку та запаху, але може бути легкий аромат фрукта або овоча, з якого видобували пектин.

На відміну від інших розчинних речовин, таких як цукор, пектини при потраплянні у воду розчиняються не відразу. Спочатку вони вбирають вологу завдяки своїм сорбційним властивостям. При цьому крупинки спочатку набухають, і тільки наситившись вологою, починають розчинятися. Якщо ж набухлі крупинки стикаються одна з одною, вони з’єднуються і утворюють желейну масу.

Пектини формуються на основі залишків галактуронової кислоти. Розчиняючись у воді з цукром і кислотами, пектин утворює желе.

Це ефіри пектинової кислоти та етилового спирту з високими біологічними властивостями завдяки наявності вільних карбоксильних і гідрокарбоксильних груп галактуронової кислоти. Ця особливість дозволяє пектинам взаємодіяти з радіонуклідами і важкими металами, утворюючи нерозчинні комплекси. Це корисно для виведення таких речовин із організму, тому пектини є також ефективними ентеросорбентами.

Крім того, ці речовини роблять організм більш стійким до алергій, покращують обмін речовин, прискорюють загоєння ран і опіків, регулюють рівень холестерину.

Застосування пектинів

Завдяки своїм унікальним властивостям пектини застосовуються в кількох галузях:

• Харчова промисловість. Це основна галузь використання пектинів. Їх застосовують для виробництва джемів, йогуртів, морозива, кетчупів, соусів, хлібобулочних виробів, соків і напоїв, кондитерських виробів, таких як мармелад, зефір, начинки для цукерок і желейні консерви з фруктів.
• Медицина і фармацевтика. Пектини використовують як фізіологічно активні речовини. Їх модифікують для отримання продуктів із корисними лікувальними властивостями. Використовують у виробництві таблеток, капсул, пастилок, гідрогелів. Пектини застосовують для лікування гострих кишкових інфекцій, виведення радіоактивних речовин, зміцнення імунітету.
• Текстильна промисловість. Пектини використовуються під час обробки тканин.
• Косметологія. Пектини додаються у виробництві кремів, мазей, гелів. Їх додають у шампуні, зубні пасти, кондиціонери, дезодоранти.
• Машинобудування. Пектини знайшли застосування навіть у важкій промисловості, наприклад, їх використовують як добавки для поліпшення якості відливання зі сплавів.

Загалом пектини є добрими натуральними загусниками, структуроутворюючими елементами, а також мають профілактичні та лікувальні властивості.

Виробництво пектинів — основні технології

Традиційно технологія отримання пектинів із плодів цитрусових, зокрема лайма, полягає у кислотній екстракції:

1. Підготовка сировини. Перед екстрагуванням сировину сушать, подрібнюють до частинок кілька міліметрів і промивають прохолодною водою.
2. Гідроліз-екстрагування пектинів. Сировину відправляють на гідроліз з використанням соляної, азотної, сірчаної, лимонної, фосфорної або оцтової кислоти. Оптимальними варіантами в контексті економії вважаються азотні та лимонні кислоти. Одними з найбільш ефективних є методи з використанням сірчаної кислоти, але вони ускладнюють технологічний процес і застосовуються лише для великих обсягів виробництва. Гідроліз триває близько двох годин при температурі від 70 до 95°C. Після цього видобувають і очищують рідкий екстракт за допомогою фільтрації та сепарування.
3. Отримання пектинових речовин. Для відділення пектинових речовин із екстракту застосовують осадження за допомогою етанолу або ізопропанолу. При цьому екстракт додатково обробляється у вакуумно-випарних машинах для підвищення концентрації пектинів. Інший метод передбачає осадження із застосуванням солей багатовалентних металів або гідроксиду амонію.
4. Виведення пектинів із маточного розчину. На цьому етапі застосовують фільтрацію та пресування за допомогою центрифуги. Після цього видобуту речовину подрібнюють.
5. Очищення і сушка пектинів. Пектинові речовини обробляють спиртовими розчинами, концентрованим спиртом, після чого сушать і подрібнюють до порошку. Розмір частинок при цьому має становити до 250 мкм.

Загалом така технологія отримання пектину є вигідною лише при великих обсягах виробництва, оскільки є досить витратною. Саме обладнання, його обслуговування та відновлення через агресивні середовища коштують дорого. Крім того, значні витрати йдуть на утилізацію кислих середовищ і підтримку очисних споруд.

Технології отримання пектинів на апараті вихрового шару

Апарат вихрового шару від компанії GlobeCore є компактною установкою з робочою камерою, заповненою феромагнітними частинками. Індуктор створює в робочій зоні електромагнітне поле. Під впливом цього поля феромагнітні голки та оброблюваний матеріал активно переміщуються по камері. При цьому відбуваються процеси диспергування та змішування. Одночасно на оброблюваний матеріал впливають гідроліз, високі локальні тиски, електромагнітна обробка та акустичні коливання. Це дозволяє вдосконалити традиційну технологію отримання пектину або впровадити новий метод його виробництва. Розглянемо обидва варіанти.

АВС у традиційному виробництві пектинів

Використання АВС допомагає інтенсифікувати процес гідролізу-екстрагування при виробництві пектину. У цьому випадку обладнання застосовується додатково в існуючій технологічній лінії.

Завдяки обробці сировини під час гідролізу-екстрагування на апараті вихрового шару з цедри лайма ефективніше вилучається протопектин, який далі піддається гідролізу. В результаті пектин вдається отримувати швидше, а його концентрація стає вищою.

Крім того, АВС знаходить застосування замість традиційного обладнання на кінцевій стадії технологічної лінії для ефективного подрібнення готового продукту.

Виробництво пектинів на АВС

Апарат вихрового шару відкриває можливість отримання самого пектину із цедри лайма без використання хімічних екстрагентів. У результаті технологічний процес спрощується, а витрати на виробництво пектинів значно знижуються. У цьому випадку не потрібно використовувати кислотне екстрагування і проводити нейтралізацію відпрацьованої сировини. А завдяки відсутності гідролізу складноефірних і глікозидних зв’язків покращується якість кінцевого продукту.

Отримати пектин із цедри лайма та іншої рослинної сировини на апараті вихрового шару можна без складних процесів кислотної екстракції. Під час обробки в АВС цедри лайма з водою ступінь подрібнення сировини досягає рівня руйнування клітин, і пов’язаний пектин, що знаходиться в них, стає доступним. Навіть якщо клітина руйнується не повністю, пектин виділяється з неї завдяки електромагнітному впливу та іншим процесам, що відбуваються в робочій камері.

Переваги виробництва пектинів в АВС

Виробництво пектинів на апараті вихрового шару дозволяє оптимізувати процес отримання продуктів завдяки наступним перевагам технології:

• Простота використання. Компактне обладнання відрізняється простотою конструкції та технологічних процесів, не потребує великих витрат на утримання.
• Спрощення технологічного процесу. Можливість отримання пектинів без використання кислот значно знижує витрати на обладнання, обслуговування та ремонт ліній.
• Підвищення якості кінцевого продукту. Це пов’язано з відсутністю агресивних середовищ та мінімізацією застосування хімікатів.
• Універсальність. Обладнання може виконувати кілька завдань і підходить для застосування як у класичній технології, так і в новій альтернативній.
• Економічність. Споживання енергії АВС залежить від моделі і становить від 45 до 95 кВт, що значно менше, ніж при використанні традиційного обладнання.

Таким чином, апарат вихрового шару дозволяє підвищити вихід пектинових речовин і значно спростити технологію їх отримання, зробивши її вигідною навіть для невеликих підприємств.

Ознайомитися з обладнанням детальніше та замовити моделі АВС-100 або АВС-150 можна у компанії GlobeCore.