天然植物精油提取技术----亚临界流体萃取_丙烷

论文导读:：综述了国内外精油的提取技术，包括传统方法(有机溶剂浸提、蒸馏和压榨法)和超临界二氧化碳萃取。本文介绍亚临界流体萃取技术用于植物精油的提取，国内未见报道。亚临界流体萃取技术，低温、无氧、非热条件下萃取，天然产物活性成分不破坏，投资少，成本低廉，无三废排放，亚临界流体来源广，价格低，实现工业化大规模生产，将成为精油工业化生产的主导技术。
论文关键词：精油，亚临界萃取，丙烷，丁烷
 

天然植物精油是一类易挥发、具有强烈香味和气味、可随水蒸气蒸馏出来的油状液体的总称。天然植物精油具有活性成分，应用范围很广，如祛痰止咳、祛风健胃、驱虫、防皱保养等，目前最流行的水疗法(SPA)，其精髓就是植物精油。由于天然香料的植物精油及其衍生物的嗅感和感官特征是合成香料难以替代的丙烷，加上人们出于对合成香料香精安全性的顾虑而产生的对天然香料的偏爱，使得天然植物香精油能够维持其巩固的市场地位。天然植物精油的活性物质因其热敏性，目前用的常规方法水蒸气蒸馏、溶剂浸提和压榨法，但收率低、纯度低及有毒溶剂残留等缺点，而且功能成分受到破坏，难以满足目前精油工业对高质量精油的要求论文范文。近年来，超临界流体萃取技术已应用于天然产物的提取和分析，并显示了独特的优势。国摘要介绍亚临界流体萃取植物精油技术，该萃取技术是目前提取高质量植物精油最优方法。

1、亚临界流体萃取技术

1．1 亚临界流体的性质及选择

当流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时，即使继续加压丙烷，也不会液化，只是密度增加而已，它既具有类似液体的某些性质，又保留了气体的某些性能，这种状态的流体称为亚临界流体。亚临界流体萃取技术就是利用亚临界流体在亚临界状态下溶解待分离的液体或固体混合物而使萃取物从混合物中分离出来。亚临界流体具有若干特殊的性质，亚临界流体的密度比气体大数百倍，与液体的密度接近。其粘度则比液体小得多，仍接近气体的粘度。亚临界流体既具有液体对物质的高溶解度的特性，又具有气体易于扩散和流动的特性。对于萃取和分离更有用的是，在临界点附近温度和压力的微小变化会引起超临界流体密度的显著变化丙烷，从而使亚临界流体溶解物质的能力发生显著的变化。因此，通过调节温度和压力，人们就可以有选择地将样品中的物质萃取出来论文范文。丙烷沸点-42.07℃，丁烷的沸点为-0.5℃，在常温常压下为气体，加压后为液态。且便宜易得、无毒、化学惰性、易与产物分离，因此，是目前最常用、最有效的亚临界流体。

1．2 亚临界流体萃取的基本原理

作为溶剂的亚临界流体与被萃取物料接触，使物料中的某些组分(称萃取物)被亚临界流体溶解并携带，在常温和一定压力下（0.3MPa—0.8MPa）丙烷，用亚临界流体逆流萃取油料料胚，然后使混合油（亚临界流体与萃取物的混合物）和脱脂物料中的溶剂减压气化，与物料中其他组分(萃余物)分离，之后通过降低压力或调节温度，降低亚临界流体的密度，从而降低其溶解能力，使亚临界流体解析出其所携带的萃取物，达到萃取分离的目的。

1．3 亚临界流体萃取技术的特点

亚临界流体萃取技术与一般液体萃取技术相比，萃取速率和范围更为理想。萃取过程是通过温度和压力的调节来控制与溶质的亲和性而实现分离的。亚临界流体主要应用液化丁烷和丙烷。该溶剂中组分的沸点大多在0℃以下，其中丙烷沸点-42.07℃丙烷，丁烷的沸点为-0.5℃，在常温常压下为气体，加压后为液态。该工艺的基本原理是：在常温和一定压力下（0.3MPa—0.8MPa）,用亚临界流体逆流浸出油料料胚（如核桃仁、月见草籽等），然后使混合油和粕中的溶剂减压气化，气化后的溶剂气体再经过压缩机压缩冷凝液化后循环使用。脱溶过程中因溶剂气化所需吸收的热量一部分来自系统本身，另一部分由供热系统供给论文范文。

其特点：(1)通过调节压力可提取纯度较高的有效成分；(2)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；(3)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；(4)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；

1．4 亚临界流体萃取装置及流程

实验装置、操作步骤及条件，萃取设备：CEB-5L亚临界流体萃取成套实验设备，安阳市天然产物亚临界流体萃取与分离工程技术研究中心自行设计建造的多功能亚临界萃取分馏装置，亚临界流体萃取装置的主要设备是萃取釜和分离釜两部分，再配以适当的加压和加热配件。见图1。

1-溶剂罐；2-气瓶；3溶剂过滤器；4-溶剂；5-预热炉；6-萃取罐；7压力控制阀；

8-控制系统，9分离器；10,11,12,13-减压冷凝装置

图1 亚临界萃取装置图

将粉碎后的物料装入料筒放入萃取罐中，封闭萃取罐，打开真空泵将萃取罐抽到真空状态。注入正丁烷，料溶比为1.5:1，通过萃取罐夹套进行热水加热丙烷，使萃取过程温度控制在40±1℃，压力为0.5MPa,萃取40min后将萃取液转入蒸发罐中。然后再将正丁烷注入萃取罐，进行二次萃取，整个萃取过程共四遍。每次萃取的萃取液均打入蒸发罐进行蒸发，在蒸发罐底部夹层热水的加热下，萃取液中的正丁烷不断气化，气化的正丁烷经压缩机压缩后通过冷凝降温成为液态，回流到溶剂罐循环使用。当蒸发罐中的正丁烷完全气化后，剩下的就是萃取的目标产物。钢瓶中的气体通过压缩机，调节温度、压力使萃取剂处于亚临界状态丙烷，亚临界萃取剂进入装有药品的萃取釜，被萃取出的物质随亚临界流体到达分离釜，通过减压、降温等措施使亚临界流体回到常温、常压状态，与萃取物相分开，达到萃取分离的目的。

1．5 影响萃取的因素

影响亚临界萃取过程的因素有很多，如萃取压力、温度、亚临界流体的极性、亚临界流体的流量、物料颗粒大小以及是否加入夹带剂等论文范文。这些因素都会对萃取效果(包括萃取速率和萃取产品的成分与纯度)产生影响。

2 亚临界流体萃取的应用

2.1天然色素：

2.2特种植物（含中药材）油

2.3特种植物蛋白粉

2.4鲜花提取浸膏

2.5天然香料：

2.6昆虫油

3 结语

亚临界流体萃取技术作为一种绿色环保技术在天然植物精油提取领域内得到了广泛而深入的研究。其优点：1）萃取设备装置属于中、低压压力容器范围，大幅度降低了装置制造过程的工艺难度和工程造价；2）利用亚临界流体沸点较低的特性，通过提高工艺过程的真空度，使萃取溶剂在10～50℃的温度下快速蒸发，提高了萃取溶剂回收率丙烷，降低了能源消耗。生产无“三废污染”，属于环保工程；3）可根据萃取对象不同，灵活选择不同的亚临界萃取介质。同时也可根据原料目标物质的含量大小，灵活选择多种萃取方式。因此亚临界流体萃取天然植物精油是一种极有前途的方法。明显提高萃取率、缩短提取时间，不破坏功效成分，具有高效、低耗、环保，应用前景广阔天然植物精油提取的新技术。

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