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。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。亚临界流体萃取技术是利用上述亚临界流体的性质,物料在萃取罐内注入亚临界流体浸泡,在料溶比、萃取温度、萃取时间、萃取压力,萃取剂及夹带剂及搅拌、超声波的辅助下进行的萃取过程。
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。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。CO2的流量太大,会造成萃取器内CO2流速增加,CO2停留时间缩短,与被萃取物接触时间减少,不利于萃取率的提高。
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。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。亚临界流体低温萃取技术是一种全新的油脂生产技术,主要提取原料中的脂溶性成分。
在功能性和药用植物提取生产中的应用。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。但另一方面,温度升高,超临界流体密度降低,从而使化学组分溶解度减小,导致萃取数减少。
在较低盈度下操作,特别适合于物质的分离;采用成熟的工艺技术挖掘农产品的内在价值,走综合利用、合理利用、循环利用的发展之路,针对小米糠油的提取技术实现重大突破,采用正丁烷低温萃取技术,解决了产物萃取过程的热敏性问题,实现了产物提取的规模化生产。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。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。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。项目利用亚临界流体沸点较低的特性,常温提取、低温脱溶,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,且萃取是在密闭条件下进行,因而“热敏性”成份不变性、不氧化,是产物活性成分萃取的理想技术。
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;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;以丁烷混合溶剂,在不破坏烟叶形状的前提下,部分提取烟叶中的和焦油基料,实现行业的减害降焦要求。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。