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椰子种皮的干燥动力学及其油脂利用

【摘要】:本文以椰子加工业产生的下脚料之一——椰子种皮为原料,通过对其干燥动力学表征、油脂提取工艺优化、理化性质和脂肪酸组成分析、糖酯合成及相关洗涤产品开发等方面进行探究,以期能够对椰子种皮传统干燥方式的转变、新型干燥设备和日化洗涤类新产品的研发提供数据支持,对拓宽椰子种皮的综合利用途径延长椰子加工产业链和提升椰子产品的附加值产生一定的指导作用,同时该项研究对改善生态环境、提高农民收入和促进经济发展也具有重要意义。 首先,利用热重-差示热量扫描仪(TG-DSC)对椰子种皮的干燥特性进行了表征,结果表明:椰子种皮中的水分含量随着干燥时间的增加而逐渐下降,且温度越高水分含量降得越快,其干燥速率呈现“钟形”曲线。Page模型的R2值最高(0.99964),χ2值最小(3.38446×10-5),其预测值与实验值拟合性最好,是描述和预测椰子种皮的干燥过程的最佳模型;模型分析结果显示椰子种皮干燥的水分有效扩散系数(Deff)在7.921×10-101.006×10-9m2/s范围内,干燥活化能为16.63kJ/mol:热流变化分析表明椰子种皮在干燥速率的分界点处有一个非常明显的吸热峰,且随着温度的升高,吸热峰变强,并向左移动,用于种皮中水分的蒸发扩散。 其次,将椰子种皮在50℃条件下干燥后,以异丙醇为溶剂进行椰子种皮油提取工艺优化,结果显示在温度60℃,时间3h,料液比1:4的条件下,提取率最高,达76.83%;所得种皮油具有一定的椰香味,为非干性油(碘值14.69g/100g),酸值为13.37mg/g,过氧化值为1.72mmol/kg;其脂肪酸组成含量最高为月桂酸(42.28%),饱和的脂肪酸含量达84.49%,C8-C12的脂肪酸含量为51.45%。 最后,通过月桂酸木糖酯合成工艺的优化,制备椰子种皮油木糖酯,并进行手洗型洗洁精的开发。结果表明:在无水异丙醇体系中,月桂酸木糖酯的最适合成条件为A3D2B3C3(时间24h,酶0.4%,分子筛40g/L,月桂酸:木糖(摩尔比)1:2,该条件下月桂酸的酯化率高达(98.70±0.09)%;所得木糖酯出峰时间约为2.2min和2.3min,在1729.67cm-1位置有强吸收。利用此工艺合成的椰子种皮油木糖酯在25℃的HLB值为4.39±0.02,是一种W/O(油包水)型乳化剂(HLB值8);在浓度为0.5g/L时,该酯的起泡能力、乳化性以及乳化稳定性最高,分别为30.4%、97.4%和66.2%,而其泡沫稳定性在浓度为0.4g/L时最高(82.7%);复配的手洗型洗洁精,无沉淀、无异味;去污力符合国标规定;粘附性、内聚性和弹性与市售洗洁精没有太大差异,基本符合餐具洗洁精的标准。

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