超临界二氧化碳萃取技术      

 

        超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,简称SFE)是用超临界条件下的流体萃取剂,由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法.超临界流体(supercritical fluid简称SCF)是指操作温度及压力超过临界温度和临界压力状态的流体,SCF兼有气液两相特性;既具有良好的对许多液固物质的溶解能力,又具有与气体相当的高扩散系数和低的粘度,易于与萃取出的液固物质分离。流体的这种溶解能力对体系压力及温度的细小变化十分敏感,从而可通过改变体系的温度和压力来调节对各种组分的溶解度,其分离操作效果较一般分离技术优越得多,可达致高纯度提取所需物质的目的。

    

       SCF以CO2尤为常用;CO2的临界压力为739kPa,临界温度为31.1℃,无毒、无副作用,不燃烧,价廉,对环境无污染,对许多天然产物成分有优良的溶解作用,是为最佳超临界流体。由于CO2超临界萃取过程温度远低于现有其它萃取技术的温度,由此SFE技术在天然香料萃取方面具有极大的应用优势。




超临界CO2流体萃取的优势

1)萃取温度低(一般介于35-60℃),在萃取过程中能最大限度保留有效物质的活性,而且能把高沸点、低挥发度、易 热解的物质在       其沸点以下温度萃取出来,有效防止了热敏性活性物质的氧化、分解,特别适用于热敏感性成分和易氧化成分的萃取、分离;

2)SFE CO2 是干净绿色的提取方法。全过程不用或者甚少用到有机溶剂,防止提取分离过程对人体的危害和对环境的污染,萃取出来      的产品无溶剂残留,此外高压流体有很强的渗透性能,具有杀菌的效果,不需另外灭菌,产品100%纯天然。

3)根据有效成分的性质,调节超临界CO2流体的温度和压力,使得对有效成分有选择性的提取,极性较高的重金属分子、农药残留分子      等均不被萃取,产品符合绿色、健康的理念;

4)萃取、浓缩、分离合三为一,CO2流体针对性的选择有效成分,当饱含目标成分的CO2-SCF经过分离器时,压力、温度下降使得        CO2与萃取物迅速分离为两相(气液或气-固分离)而立即分开,萃取效率高、能耗小,节约成本;

5)CO2是一种惰性气体,萃取分离过程中不与萃取物发生化学反应。不燃、无臭、无毒,安全性好,易取得,纯度高,且在生产中可循      环使用,环保;

6)压力和温度均可成为萃取分离过程中调节的参数。整个工艺流程简单易操作,萃取分离速度快,整个过程不改变溶质之外的任何成分      或原料基体,不会产生任何新的有害物质,可有效保护环境。


超临界CO2流体萃取在天然提取物、精油中的应用

        基于超临界CO2流体萃取的众多优势, SFE CO2技术在天然香料、精油等萃取分离方面有着越来越广泛的应用。

天然植物的不同部位,所含化学成分方面各有特点。一般花、果实、根及根茎多含芳香性挥发油成分;茎、皮、叶等部位含色素类、果胶类物质较高,挥发性成分相对较少;果实、种子高级脂肪酸和油脂含量相对较高等。在采用超临界CO2流体萃取技术对植物进行提取时,根及根茎、茎、皮、果的提取一般较易操作和更有应用潜力。一方面它们的原料堆密度较大(一般在0.5g/cm3左右),有效成分相对含量较高,选择性易于调控,借用一般解析或结合精馏等手段即可获得多个不同性质和用途的产品;另一方面,萃取物中的黏质成分少,不易污染和堵塞气路,萃取后设备清洗容易,使得实际生产成本降低。这两方面的优势使其与传统方法相比具有较强的竞争力。


        超临界CO2流体具有亲脂性的性质,对芳香类物质、精油类等低极性物质有良好的溶解性,整个萃取分离过程在低温、高压下进行,无化学反应,无溶剂残留,最大限度保留成分原有的香味、色泽、活性,整个过程实际上就是一个物理的气液分离过程,特别适合不稳定天然产品和生理活性物质的分离精制,符合国际上天然健康的潮流。SFE CO2已成为获得高质量天然提取物和精油的最有效工艺手段之一。尤其在在天然香料、精油方面的应用已成为SFE CO2技术工业化最成功的领域。

 

超临界生产流程



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