亚临界流体萃取技术发展
亚临界流体萃取是以亚临界状态的流体或亚临界流体的混合溶液为溶媒,与溶质在系统内相继经过浸提、蒸发脱溶、压缩、冷凝回收等过程,从产物中提取目标组分的一种新技术。溶剂的温度高于其沸点时,以气态存在,对其施以一定的压力压缩又能使其液化,在此状态下,利用其相似相溶的物理性质,作为产物中有效成分萃取的溶剂。当LPG、丙烷、丁烷、R600a、DME、R134a和六氟化硫等以亚临界流体状态存在时,分子的扩散性能增强,传质速度加快,对产物中弱极性以及非极性物质的渗透性和溶解能力显著提高。
1939年,Henry Rosenthal将压缩后液化的低级气态烷烃用于油料浸出,加压状态下,溶剂以液态形式浸出油脂,混合油和湿粕中含的溶剂在减压的状态下自然挥发。整个加工过程在低温状态下进行,油料中组分不氧化,粕中蛋白不变性,且生产成本低。整个加工过程在低温状态下进行,油料中组分不氧化,粕中蛋白不变性,且生产成本低。提取设备对提取物的质量、得率和生产效率都有较大的影响。
在植物色素萃取生产中的应用。传统的植物脂溶性色素用己烷溶剂提取,水溶性色素用水或乙醇提取,都有加热脱溶的工艺过程,影响产品质量。超声波强化萃取20~40分钟即可获理想提取率,萃取时间只为水煮、醇沉法的三分之一或更少。用丙烷、丁烷、二以及它们的混合溶剂进行亚临界萃取,有很大的技术优势。例如,在万寿菊叶黄素的生产方面,已有二十多套丁烷溶剂萃取生产线投产,己烷浸出工艺已无人使用。
在功能性和药用植物提取生产中的应用。这种方法整个生产过程在低温下进行,物料营养成分不会受到破坏,且得率高,产品的品相较好。这方面的原料品种尤其繁多,但总体上分为脂溶性和水溶性两大类,脂溶性如月见草、沙棘、林蛙、灵芝孢子等以丁烷溶剂萃取已工业化生产。水溶性如植物多酚类、植物低聚糖类、类、植物黄酮类、植物甙类也在研究的试验中。
在较低盈度下操作,特别适合于物质的分离;可调节压力、温度和引人夹带剂等调整超界流体的溶解能力,并可通过逐渐密度交温度和压力把萃取组分引人到希望的产品中。超临界流体是处于临界温度和临界压力以上,介于气体和液体之间的流体。由于玫瑰精油化学性质稳定,从玫瑰花中提取玫瑰精油可采取水中蒸馏法。超临界流体具有气体和液体的双重特性。SF的密度和液体相近,粘度与气体相近,但扩散系数约比液体大100倍。低温萃取的基本原理。亚临界低温萃取的优点:浸出后的颗粒或饼粕质量好,保持原有热敏性物质不破坏。溶剂与被萃取物料接触,使物料中的某些组分(称萃取物),在常温和一定压力下丙烷,用溶剂逆流萃取油料料胚,然后使混合油和脱脂物料中的溶剂减压气化,与物料中其他组分分离,之后通过降低压力或调节温度,降低溶剂的密度,从而降低其溶解能力,使溶剂解析出其所携带的萃取物,达到萃取分离的目的。
低温萃取技术的特点:通过调节压力可提取纯度较高的有效成分;超临界CO2萃取虽是较为理想的方法,具有萃取能力强、提取率高、产品品质好等优势,但须在25MPa以上的高压状态下才能进行。选择适宜的溶剂可在较低温度,分离、精制热敏性物质和易氧化物质;具有良好的渗透性和溶解性,能从固体或黏稠的原料中快速提取出有效成分;容易使溶剂从产品中分离,无溶剂污染,且回收溶剂过程丙烷,能耗低。