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行业应用案例
  • 超临界CO2萃取技术及其发展前景
  • 超临界CO2萃取技术及其发展前景 1超临界CO2萃取技术的特点 超临界流体技术近三十年来在国际上得到迅猛发展,内容涉及超临界流体萃取、超临界色谱、超临界条件下的化学反应、超临界流体细胞破碎技术、超临界流体结晶技术等。超临界流体萃取(Supercritical fluid, SCF)技术就是以超临界状态(压力和温度均在临界值以上)的流体为溶媒,对萃取物中的目标组分进行提取分离的过程。 可以用于超临界流体萃取的物质很多,理论上讲,诸如甲醇、乙醇、二氯甲烷等沸点较低的有机物都可以用于超临界工业。但是由于这些物质的毒性较大,在工业中的应用受到很大限制。因CO2气体的临界温度和临界压力低(31.06oC,7.39MPa),而且具有无色、无味、无毒、易于分离、价廉、易制得高纯气体等特点,因而成为应用最为广泛的超临界流体。超临界CO2萃取技术尤其适合于生物资源有效成分的分离,十分符合绿色食品发展的要求,被称作“绿色分离技术”,现已广泛应用于食品、医药等行业。 2超临界CO2萃取技术的应用 在香料及色素提取中的应用 利用超临界CO2萃取技术主要从鲜花、水果皮、食用香料等中提取精油,也可提取其它风味物质,如生姜中的姜辣素、胡椒中的胡椒碱、辣椒中的辣椒素等,其中,从啤酒花中提取挥发性油和律草酮是超临界萃取最成功的工业化应用。另外,目前已有1000L的萃取设备用于香料的生产,产品种类正不断增多。 墨红花中用超临界提取的精油香气与鲜花相近。 通过调整分离器的工艺参数,获得含脂和含油两种产品,中试效果好。 萃取芹菜籽油,其中具有防治心血管疾病的医用有效成分,含量比水蒸气法所得芹菜籽油高5倍多。 超临界CO2可以较好的选择性萃取甜橙皮油,优质提取胡椒中的风味成分,还可以从辣椒中直接提取辣椒包素,蕃茄中提取蕃茄红素,紫草中提取紫草宁,海藻中提取胡萝卜素等。 油脂提取中的应用 超临界CO2萃取技术可以分离脂质类混合物,如从鱼的内脏,骨头等提取的多烯不饱和脂肪酸(DHA,EPA),从蛋黄中提取卵磷脂。此外,超临界CO2萃取技术还用于小麦胚芽油、柑橘油、维生素E、紫苏脂肪油、米糠油中甾醇等的提取。 在药物有效成分提取中的应用 由于超临界CO2萃取技术无毒、无害、无残留,因此在医药工业中也越来越受到青睐。主要用于:提取药用植物中有效成份。如从银杏叶中提取银杏黄酮,从人参中提取人参素,从沙棘籽提取的沙棘油,从水松皮和树叶中获得防治癌症的分类衍生物等。Janieat等用CO2-CH3OH-H2O超临界萃取婴粟草中的生物碱 从甘草中萃取甘草素、异甘草素、甘草查尔酮A、甘草查尔酮B。邵兴军等用超临界CO2萃取技术提取蜂胶。 另外,咖啡和茶叶中的咖啡因、中药材马蓝、落蓝和萝蓝中的有效成分靛玉红、马钱子中的士的宁等均可用超临界CO2萃取。 超临界CO2萃取技术在其它方面的应用 除在食品发酵和医药品行业中的应用,超临界CO2萃取技术在化妆品行业,如精油、香料的提取,精油、香料的精制;石油行业,如石油残渣油的脱沥,润滑油的再生;化工行业,如烃的分离,有机合成原料的精制,共沸混合物的分离,反应原料的回收,制备液体燃料;环境保护行业,如原料、泥土和放射废水中有害重金属离子的去除,精密清洗等多个领域内都有广泛应用。 3超临界CO2萃取技术在我国的应用状况及发展前景 超临界CO2萃取技术作为一种新兴技术,已初步显示其优势并在很多方面都得到了广泛应用,近年来超临界流体萃取技术又与色谱、质谱、高压液相色谱等高新分析仪器联用,能高效、快速地对原料成分进行分析,。国外在超临界萃取中已经采用了全氟聚醚碳酸胺(PEPE),这使得超临界CO2萃取技术的应用已扩展到水溶性成分,所以开发研究水溶性超临界提取,对研究传统中药的有效成分等方面具有极其重要的实际意义。国内这方面的研究起步于20世纪80年代初,在几十年的研究中也取得了极大地进步。现在,国内已有数十家企业利用超临界CO2萃取技术进行生产,由于在设计、运行和市场定位等方面存在着一些问题,产品质量及产量远远不能满足市场的需求,所以超临界CO2萃取技术在我国的应用仍具有广大的发展前景。
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