一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法与流程

本发明属于染料提取，特别涉及一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法。

背景技术：

1、蓝草是能够提取靛蓝染料的含靛植物，常见的有十字花科的菘蓝、草大青、甘蓝；豆科的木蓝、野百合；蓼科的蓼蓝、杠板归；爵床科的马蓝；马鞭草科的路边青；远志科的远志；兰科的鹤顶兰和虾脊兰等等。

2、古老传统的靛蓝染料制作方法通常为先将蓝草茎叶堆积，浇水，使其发酵2～3个月，成为黑色土块状；再用臼捣实后成球靛，球靛中拌入草木灰、石灰及麸皮等，再加水搅拌，加热至30～40℃，暴露在空气中，最终成为蓝色不溶性靛蓝，一般靛蓝色素含量为2％～10％。这种制做靛蓝染料的方法，基本上为后世所沿用，只是水浸时间和石灰用量会有差异，但仍然需要经过十几道工序，如采摘、下坑、搅浆、打花、出靛、上缸、储藏等，历时20天左右。

3、传统制备法用发酵法还原制备靛蓝其工艺复杂，耗时长；而现代工艺中用保险粉还原对环境污染较大，污水处理成本增加。近年来，由于人们对环保和身体健康的关注，植物靛蓝染料以其无毒、无害、污染小，色调优美等特点，再次受到人们的关注。因此，寻求一种绿色无污染且高效的靛蓝色素提取方法具有积极意义。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种绿色环保且高效的从蓝草中提取靛蓝色素的方法。

2、本方案中的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，包括以下步骤：

3、步骤一、将蓝草的茎和/或叶放入水中，添加哈茨木霉，避光发酵15～30h得到发酵液，发酵温度为20～40℃；

4、步骤二、将发酵液中的蓝草茎叶除去，然后向发酵液中充入空气，充入空气时间为2～24h，通气速率为1～6m3/h*100ml；

5、步骤三、充入空气后静置2～8h，再离心处理进行固液分离得到靛蓝色素沉淀；

6、步骤四、将靛蓝色素沉淀烘干，得到靛蓝染料。

7、本方案的有益效果：本方案采用纯蓝草植物浸泡自然发酵提取，通过控制蓝草发酵的水量、温度和发酵结束后的通气量，促进靛蓝的合成。其中，在适宜的温度下促进蓝草迅速发酵，充入空气加速靛苷等靛蓝合成的前体物质氧化缩合成为不溶性靛蓝，极大地提高了提取效率和靛蓝纯度。该方法操作简单，制备时间缩短为2～3天，耗时少，成本低，总收率为0.5％～1.5％；所用材料中无化学原料添加，从而使得整个生产过程绿色环保。另外，由于未添加石灰或其他碱等，解决了靛蓝制备过程中废水排放含大量碱而造成的污染问题。制备的植物靛蓝色素纯度可以达到50％～85％，而使用石灰的传统工艺制备的靛蓝纯度仅为2％～10％。

8、进一步，所述蓝草为新鲜的马蓝、蓼蓝、菘蓝、草大青、甘蓝、木蓝、野百合、杠板归、路边青、远志、鹤顶兰或虾脊兰。

9、进一步，步骤一中，哈茨木霉的添加量为0.1～10亿活菌数/m3，即向每立方米的水中添加0.1～10亿的哈茨木霉活菌。

10、进一步，步骤一中，发酵时，水与蓝草的质量比为4～15。

11、进一步，步骤三中，离心处理时，转速为3000～5000rpm，离心时间3～10min。

12、进一步，步骤四中，烘干时，烘干温度为30～60℃，烘干时间为12～48h。

13、为了提高对发酵后蓝草茎叶的去除，以及增强空气充入过程中的均匀性，本申请还提供了一种用于提取靛蓝染料的提取装置，包括安装箱、发酵筒、传动组件、搅拌组件和过滤板；所述安装箱内安装有第一电机，所述发酵筒固定连接在安装箱的上表面，所述传动组件包括导向杆、转动杆和限位杆，第一电机的输出轴自下而上依次连接有主动齿轮和第一超越离合器，第一超越离合器远离第一电机的一端与所述导向杆连接，所述转动杆转动连接在安装箱的内底部，转动杆自下而上依次连接有从动齿轮和第二超越离合器，第二超越离合器远离转动杆的一端与所述限位杆连接，限位杆和导向杆均延伸到所述发酵筒内，第一超越离合器和第二超越离合器的转向相反，主动齿轮与从动齿轮啮合；导向杆位于发酵筒内的部分设有螺纹，所述过滤板螺纹连接在导向杆上，导向杆的顶部设有带动其转动的第二电机；所述搅拌组件包括搅拌杆和固定连接在搅拌杆上的搅拌叶，搅拌杆转动连接在所述过滤板上，搅拌杆上设有贯穿其轴线方向的方形的限位孔，限位杆位于发酵筒内的部分的横截面也为方形，搅拌杆通过限位孔滑动套接在限位杆上。

14、使用装置提取靛蓝染料时，按照工艺步骤将蓝草和水放入到发酵筒内进行发酵，发酵完成后，启动第一电机正转，第一电机正传带动主动齿轮和从动齿轮转动，此时，由于第一超越离合器的作用，导向杆转动，而在第二超越离合器的作用下，限位杆无法转动，在导向杆顺时针转动的同时，带动过滤板上升，进而将发酵筒内的蓝草茎叶取出；蓝草茎叶取出后，通过第二电机带动导向按逆时针转动，进而带动过滤板下移到发酵筒的底部。连接外部空气源，再启动第一电机反转，第一电机反转带动主动齿轮转动，此时，在第一超越离合器的作用下，导向杆不转动；主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动转动杆，转动杆带动限位杆，限位杆带动搅拌杆以及搅拌叶进行转动，搅拌叶转动过程中，促进发酵液和空气的充分接触，有助于提高靛蓝染料的提取率。

15、进一步，所述过滤板上设有进气通道，进气通道与过滤板上的过滤孔连通，所述发酵筒上设有与进气通道连通的连接孔。通过连接孔连接外部空气源，空气经连接孔进入到进气通道，再从过滤孔进入到发酵筒内，有助于提高空气在发酵筒内的均匀性。

技术特征：

1.一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：步骤一中，哈茨木霉的添加量为0.1～10亿活菌数/m3。

3.根据权利要求2所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：所述蓝草为新鲜的马蓝、蓼蓝、菘蓝、草大青、甘蓝、木蓝、野百合、杠板归、路边青、远志、鹤顶兰或虾脊兰。

4.根据权利要求3所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：步骤一中，发酵时，水与蓝草的质量比为4～15。

5.根据权利要求4所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：步骤三中，离心处理时，转速为3000～5000rpm，离心时间3～10min。

6.根据权利要求5所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：步骤四中，烘干时，烘干温度为30～60℃，烘干时间为12～48h。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：提取装置对蓝草进行发酵空气混匀，提取装置包括安装箱、发酵筒、传动组件、搅拌组件和过滤板；所述安装箱内安装有第一电机，所述发酵筒固定连接在安装箱的上表面，所述传动组件包括导向杆、转动杆和限位杆，第一电机的输出轴自下而上依次连接有主动齿轮和第一超越离合器，第一超越离合器远离第一电机的一端与所述导向杆连接，所述转动杆转动连接在安装箱的内底部，转动杆自下而上依次连接有从动齿轮和第二超越离合器，第二超越离合器远离转动杆的一端与所述限位杆连接，限位杆和导向杆均延伸到所述发酵筒内，第一超越离合器和第二超越离合器的转向相反，主动齿轮与从动齿轮啮合；导向杆位于发酵筒内的部分设有螺纹，所述过滤板螺纹连接在导向杆上，导向杆的顶部设有带动其转动的第二电机；所述搅拌组件包括搅拌杆和固定连接在搅拌杆上的搅拌叶，搅拌杆转动连接在所述过滤板上，搅拌杆上设有贯穿其轴线方向的方形的限位孔，限位杆位于发酵筒内的部分的横截面也为方形，搅拌杆通过限位孔滑动套接在限位杆上。

8.根据权利要求7所述的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，其特征在于：所述过滤板上设有进气通道，进气通道与过滤板上的过滤孔连通，所述发酵筒上设有与进气通道连通的连接孔。

技术总结本方案公开了染料提取技术领域的一种从蓝草中提取靛蓝染料的方法，包括以下步骤：步骤一、将蓝草的茎和/或叶放入水中，添加哈茨木霉，避光发酵15～30h得到发酵液，发酵温度为20～40℃；步骤二、将发酵液中的蓝草茎叶除去，然后向发酵液中充入空气，充入空气时间为2～24h，通气速率为1～6m<supgt;3</supgt;/h*100mL；步骤三、充入空气后静置2～8h，再离心处理进行固液分离得到靛蓝色素沉淀；步骤四、将靛蓝色素沉淀烘干，得到靛蓝染料。本方案采用纯蓝草植物浸泡自然发酵提取，通过控制蓝草发酵的水量、温度和发酵结束后的通气量，促进靛蓝的合成。技术研发人员：孙成新,覃海盼受保护的技术使用者：合物致知生物科技产业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4