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**臨界萃取
**臨界為**臨界流體,是介于氣液之間的一種既非氣態(tài)又非液態(tài)的物態(tài),這種物質(zhì)只能在其溫度和壓力**過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)才能存在。**臨界流體的密度較大,與液體相仿,而它的粘度又較接近于氣體。因此**臨界流體是一種十分理想的萃取劑。
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中文名
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**臨界萃取
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外文名
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supercritical fluid extraction
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應(yīng)用領(lǐng)域
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揮發(fā)油提取,香料工業(yè)等
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世界**臺(tái)
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美國(guó)Philo電站
目錄
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1 概述
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? 英文名稱
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? 簡(jiǎn)介
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2 流體
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3 技術(shù)原理
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4 流程
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5 特點(diǎn)
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6 技術(shù)應(yīng)用
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7 區(qū)別
概述
英文名稱
supercritical fluid extraction
簡(jiǎn)介
**臨界流體的溶劑強(qiáng)度取決于萃取的溫度和壓力。利用這種特性,只需改變萃取劑流體的壓力和溫度,就可以把樣品中的不同組分按在流體中溶解度的大小,先后萃取出來(lái),在低壓下弱極性的物質(zhì)先萃取,隨著壓力的增加,極性較大和大分子量的物質(zhì)與基本性質(zhì),所以在程序升壓下進(jìn)行**臨界萃取,可得不同萃取組分,同時(shí)還可以起到分離的作用。
溫度的變化體現(xiàn)在影響萃取劑的密度與溶質(zhì)的蒸汽壓兩個(gè)因素,在低溫區(qū)(仍在臨界溫度以上),溫度升高降低流體密度,而溶質(zhì)蒸汽壓增加不多,因此,萃取劑的溶解能力時(shí)的升溫可以使溶質(zhì)從流體萃取劑中析出,溫度進(jìn)一步升高到高溫區(qū)時(shí),雖然萃取劑的密度進(jìn)一步降低,但溶質(zhì)蒸汽壓增加,揮發(fā)度提高,萃取率不但不會(huì)減少反而有增大的趨勢(shì)。
除壓力與溫度外,在**臨界流體中加入少量其他溶劑也可改變它對(duì)溶質(zhì)的溶解能力。其作用機(jī)理至今尚未完全清楚。通常加入量不**過(guò)10%,且以極性溶劑甲醇、異丙醇等居多。加入少量的極性溶劑,可以使**臨界萃取技術(shù)的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大到極性較大化合物。
流體
物質(zhì)是以氣、液和固3種形式存在,在不同的壓力和溫度下可以相的轉(zhuǎn)換。在溫度**某一數(shù)值時(shí),任何大的壓力均不能使該純物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)化為液相,此時(shí)的溫度即被稱之為臨界溫度Tc;而在臨界溫度下,氣體能被液化的較低壓力稱為臨界壓力Pc。當(dāng)物質(zhì)所處的溫度**臨界溫度,壓力大于臨界壓力時(shí),該物質(zhì)處于**臨界狀態(tài)。在壓溫圖中,**臨界溫度和臨界壓力的區(qū)域就稱為**臨界區(qū),如果流體被加熱或被壓縮至其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上狀態(tài)時(shí),向該狀態(tài)氣體加壓,氣體不會(huì)液化,只是密度增大,具有類似液體性質(zhì),同時(shí)還保留有氣體性能,這種狀態(tài)的流體稱為**臨界流體。
技術(shù)原理
**臨界CO2流體萃?。⊿FE)分離過(guò)程的原理是利用**臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系,即利用壓力和溫度對(duì)**臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在**臨界狀態(tài)下,將**臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸,使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來(lái)。當(dāng)然,對(duì)應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的,但可以控制條件得到較佳比例的混合成分,然后借助減壓、升溫的方法使**臨界流體變成普通氣體,被萃取物質(zhì)則完全或基本析出,從而達(dá)到分離提純的目的,所以**臨界CO2流體萃取過(guò)程是由萃取和分離過(guò)程組合而成的。
流程
放空CO2
↑
冷卻水→CO2→低溫浴槽→高壓泵→預(yù)熱器→萃取器→分離器→產(chǎn)品
[1]
特點(diǎn)
1、**臨界萃取可以在接近室溫(35~40℃)及CO2氣體籠罩下進(jìn)行提取,有效地防止了熱敏性物質(zhì)的氧化和逸散。因此,在萃取物中保持著藥用植物的有效成分,而且能把高沸點(diǎn)、低揮發(fā)性、易熱解的物質(zhì)在遠(yuǎn)**其沸點(diǎn)溫度下萃取出來(lái);
2、使用SFE是較干凈的提取方法,由于全過(guò)程不用**溶劑,因此萃取物絕無(wú)殘留的溶劑物質(zhì),從而防止了提取過(guò)程中對(duì)人體有害物的存在和對(duì)環(huán)境的污染,保證了**的純**性;
3、萃取和分離合二為一,當(dāng)飽和的溶解物的CO2流體進(jìn)入分離器時(shí),由于壓力的下降或溫度的變化,使得CO2與萃取物迅速成為兩相(氣液分離)而立即分開,不僅萃取的效率高而且能耗較少,提高了生產(chǎn)效率也降低了費(fèi)用成本;
4、CO2是一種不活潑的氣體,萃取過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且屬于不燃性氣體,無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、安全性非常好;
5、CO2氣體價(jià)格便宜,純度高,容易制取,且在生產(chǎn)中可以重復(fù)循環(huán)使用,從而有效地降低了成本;
6、壓力和溫度都可以成為調(diào)節(jié)萃取過(guò)程的參數(shù),通過(guò)改變溫度和壓力達(dá)到萃取的目的,壓力固定通過(guò)改變溫度也同樣可以將物質(zhì)分離開來(lái);反之,將溫度固定,通過(guò)降低壓力使萃取物分離,因此工藝簡(jiǎn)單容易掌握,而且萃取的速度快。
技術(shù)應(yīng)用
**臨界CO2萃取的特點(diǎn)決定了其應(yīng)用范圍十分廣闊。如在醫(yī)藥工業(yè)中,可用于中草藥有效成份的提取,熱敏性生物制品藥物的精制,及脂質(zhì)類混合物的分離;在食品工業(yè)中,啤酒花的提取,色素的提取等;在香料工業(yè)中,**及合成香料的精制;化學(xué)工業(yè)中混合物的分離等。具體應(yīng)用可以分為以下幾個(gè)方面:
1、從藥用植物中萃取生物活性分子,生物堿萃取和分離;
2、來(lái)自不同微生物的類脂脂類,或用于類脂脂類回收,或從配糖和蛋白質(zhì)中去除類脂脂類;
3、從多種植物中萃取*物質(zhì),特別是從紅豆杉樹皮和枝葉中獲得紫杉醇防治癌癥;
4、維生素,主要是維生素E的萃??;
5、對(duì)各種活性物質(zhì)(**的或合成的)進(jìn)行提純,除去不需要分子(比如從蔬菜提取物中除掉殺蟲劑)或“渣物”以獲得提純產(chǎn)品;
6、對(duì)各種**抗菌或抗氧化萃取物的加工,如羅勒、串紅、百里香、蒜、洋蔥、春黃菊、辣椒粉、甘草和茴香子等。
區(qū)別
與**臨界萃取類似的亞臨界指物質(zhì)存在的狀態(tài)條件,是指某些物質(zhì)在溫度**其沸點(diǎn)但**臨界溫度,以流體形式且壓力**其臨界壓力存在的物質(zhì)。當(dāng)溫度不**過(guò)某一數(shù)值,對(duì)氣體進(jìn)行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無(wú)論加多大壓力都不能使氣體液化,這個(gè)溫度叫該氣體的臨界溫度。在臨界溫度下,使氣體液化所必須的壓力叫臨界壓力。
1、二氧化碳溶劑**臨界萃取
這種萃取方法是低溫加工,可提取出質(zhì)量較好的有效成分,無(wú)溶劑殘留。但是,設(shè)備一次性投入較大,因?yàn)樵诟邏毫顟B(tài)下進(jìn)行萃取,萃取缶體積較?。ㄝ^大的1000升),生產(chǎn)能力有限,無(wú)法形成工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),產(chǎn)品成本高。
2、亞臨界(丁烷等)低溫萃取
這種方法整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在低溫下進(jìn)行,物料營(yíng)養(yǎng)成分不會(huì)受到破壞,且得率高,產(chǎn)品的品相較好。質(zhì)量可與二氧化碳**臨界萃取相媲美。 可以形成規(guī)?;a(chǎn),一次性設(shè)備投入少。生產(chǎn)成本低。環(huán)保節(jié)能。該技術(shù)已在貴重油料、辣椒紅色素及萬(wàn)壽菊葉黃素等色素等領(lǐng)域得到很好的應(yīng)用。
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