超临界萃取的技术原理
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超临界萃取原理超临界流体萃取是当前国际上最先进的物理分离技术。
常见的临界流体中,由于CO2化学性质稳定,无毒害和无腐蚀性,不易燃和不爆炸,临界状态容易实现,而且其临界温度(31.1℃)接近常温,在食品及医药中香气成分,生理活性物质、酶及蛋白质等热敏物质无破坏作用,因而常用CO2作为作为萃取剂进行超临界萃取。
一、超临界CO2纯CO2的临界压力是7.3MPa和31.1℃时,此状态CO2被称为超临界CO2。
在超临界状态下,CO2流体是一种可压缩的高密度流体,成为性质介于液体和气体之间的单一状态,兼有气液两相的双重特点:它的密度接近液体,粘度是液体的1%,自扩散系数是液体的100倍,因而它既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度,又具有与液体相近的密度和对某些物质很强的溶解能力,可以说超临界CO2对某些物质有着特殊的渗透力和溶解能力。
二、超临界CO2萃取过程超临界CO2密度对对温度和压力变化十分敏感,所以调节正在使用的CO2的压力和密度,就可以通过调节CO2密度来调整该CO2对欲提取物质的溶解能力;对应各压力范围所得到的的萃取物不是单一的,可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,与被萃取物质完全或部分分开,从而达到分离提纯的目的。
三、超临界CO2溶解选择性超临界状态下的CO2具有选择性溶解,对低分子、弱极性、脂溶性、低沸点的成分如挥发油、烃、酯、内脂、醚、环氧化合物等表现出优异的溶解性,而对具有极性集团(-OH、-COOH等)的化合物,极性基团愈多,就愈难萃取,故多元醇、多元酸及多羟基的芳香物质均难溶于超临界CO2。
对于分子量大的化合物,分子量越大,越难萃取,分子量超过500的高分子化合物几乎不溶,因而对这类物质的萃取,就需加大萃取压力或者向有效成分和超临界CO2组成的二元体系中加入具有改变溶质溶解度的第三组成粉(即夹带剂),来改变原来有效成分的溶解度。
一般来说,具有很好性能的溶剂,也往往是很好的夹带剂,如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。
超临界流体萃取法原理
超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFE) 是一种分离提取化合物的方法,它利用超临界流体的特性可以同时具有气相和液相的特性,可以有效地溶解物质,并实现快速、高效的提取过程。
超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下处于气-液两相临界状态的流体。
超临界流体具有高扩散性、低黏度、低表面张力等特点,可与溶质发生快速的质量传递,提高提取速度和效率。
超临界流体萃取法的原理是利用超临界流体在超临界状态下的溶解度随温度和压力的变化而变化的特性。
首先,选择适当的溶剂作为超临界流体,常用的超临界流体有二氧化碳和丙烷。
溶解度的调控可以通过控制温度和压力来实现。
在超临界流体萃取过程中,溶液中的溶质被溶解在超临界流体中,形成溶液。
然后,通过改变温度和压力,使超临界流体发生相变,转化为气相,从而实现溶质的分离提取。
提取后的溶质可以通过降温和减压将其回收。
超临界流体萃取法广泛应用于天然产物、食品、药物、环境等领域的提取分离过程中。
其优点包括操作简便、提取速度快、无需使用有机溶剂、对萃取物的损伤小等。
此外,超临界流体的可调节性使得可以根据不同物质的特性来进行选择性提取,提高提取效果。
总而言之,超临界流体萃取法利用超临界流体的特性进行溶解和分离,是一种高效、环保的提取方法,具有较广泛的应用前景。
超临界萃取技术一、超临界萃取的基本原理1、萃取剂超临界萃取所用的萃取剂为超临界流体。
∙超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态,这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。
∙超临界流体的密度较大,与液体相仿,而它的粘度又较接近于气体。
因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。
2、超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力利用这种特性,只需改变萃取剂流体的压力和温度,就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小,先后萃取出来。
(1)在低压下弱极性的物质先萃取,随着压力的增加,极性较大和大分子量的物质与基本性质,所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分,同时还可以起到分离的作用。
(2)温度变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素,在低温区(仍在临界温度以上),温度升高降低流体密度,而溶质蒸汽压增加不多,因此,萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出,温度进一步升高到高温区时,虽然萃取剂的密度进一步降低,但溶质蒸汽压增加,挥发度提高,萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。
(3)除压力与温度外,在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。
其作用机理至今尚未完全清楚。
通常加入量不超过10%,且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。
加入少量的极性溶剂,可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。
二、超临界萃取的实验装置与萃取方式1、超临界萃取的实验装置设备图片多功能超临界多元流体分步萃取、重组萃取、有毒物成份萃取囘收、超低微量成份萃取回收、精馏、萃取精馏、逆溛萃取、液液萃取、萃取冷冻结晶、多元溶媒的全封闭循环系统以及保健食品的膨化、脫色、脱硫、脱腥异味、着色、加香等的精制加工工业试验装置。
單纯超临界CO2萃取成套设备2、超临界流体萃取的流程如附图所示,它包括:(1)超临界流体发生源,由萃取剂储瓶、高压泵及其他附属装置组成,其功能是将萃取剂由常温压态转化为超临界流体。
超临界萃取
超临界萃取是一种利用超临界流体(通常是超临界二氧化碳)作为
溶剂进行提取的技术。
超临界流体具有介于气体和液体之间的特性,具有较高的溶解力和低的粘度。
超临界萃取被广泛用于从天然产物
中提取化学物质,如药物、天然香料和植物提取物。
超临界萃取的过程是将待提取物料与超临界流体接触,在高压和高
温条件下进行混合和溶解。
随后,通过降压或降温来使溶液回到常
压下,提取物则会从溶液中析出。
这种技术具有以下几个优点:
1. 高选择性:超临界萃取可以根据物质的溶解度和分配系数来实现
有选择性的提取。
2. 高效性:超临界萃取过程通常较快,可以在短时间内完成大量提取。
3. 无残留溶剂:超临界流体通常可以通过减压来回收和重复使用,
因此没有残留的溶剂产生。
4. 温和条件:超临界萃取通常在相对温和的条件下进行,对物质的
活性和稳定性影响较小。
由于这些优点,超临界萃取已被广泛应用于食品、医药、化工和环保等领域。
它在提取高附加值产品、减少有机溶剂使用、替代传统萃取技术等方面具有重要的应用前景。
超临界流体萃取的原理超临界流体萃取是一种高效、环保的分离技术,通常与传统的有机溶剂萃取相比,具有更高的选择性和更广泛的应用范围。
本文将介绍超临界流体萃取的原理,包括超临界流体的定义、超临界流体萃取的机理、超临界流体萃取的优势和应用以及超临界流体萃取技术的进展。
1. 超临界流体的定义超临界流体是指在临界点以上(即临界温度和临界压力的组合)的温压条件下,液体和气体进入一种状态,成为具有超临界特性的流体。
超临界流体具有较高的扩散性、低粘度、大的溶解能力和稳定性等特点,适用于高效、环保地萃取、分离和提纯天然产物中的活性成分,也可用于化学反应和催化反应等领域。
超临界流体萃取的机理是基于超临界流体溶解性质的变化。
超临界流体溶解能力的改变是由于在临界点以上,流体密度的变化和物理化学性质的变化引起的。
在这种超临界条件下,超临界流体具有比传统的有机溶剂更高的溶解能力和选择性。
萃取时,样品与超临界流体接触,部分或全部目标物溶解于超临界流体中,形成溶液。
随着温度、压力等条件的变化,目标物从溶液中被释放,从而实现了分离和提纯。
(1)高效性:超临界流体有较高的溶解能力和扩散性,可以实现快速、高效的萃取。
(2)环保性:超临界流体无毒、无味、无污染,分离过程不会产生二次污染。
(3)低能耗:萃取过程只需温度和压力,能耗较低。
(4)可控性:温度、压力等条件可调控,有利于提高选择性。
(5)广泛应用:适用于天然产物中的多种目标物质,如植物精油、色素、药物、生物活性物质等。
超临界流体萃取已应用于多个领域,如食品、医药、化工、石油等行业,以及环境保护、新材料等科技领域。
随着科技不断发展,超临界流体萃取技术也在不断进步。
最受关注的是超临界流体萃取与其他技术结合的研究,如超临界流体萃取-色谱联用、超临界流体萃取-液相色谱/气相色谱联用等,这些结合技术能够进一步提高选择性和灵敏度,有望应用于更多的领域。
研究人员还在探索新型的超临界流体,以提高其溶解能力和选择性,为超临界流体萃取技术的进一步发展提供支持。
超临界二氧化碳萃取工艺技术生产植物油技术实施方案一、实施背景随着人们对健康和环保的关注度不断提高,超临界二氧化碳萃取工艺技术作为一种新型的绿色分离技术,在植物油生产中具有广泛的应用前景。
传统的植物油提取方法存在溶剂残留、效率低下等问题,而超临界二氧化碳萃取工艺技术以其独特的优势,如无残留、高效率、环保等,引起了业界的广泛关注。
二、工作原理超临界二氧化碳萃取工艺技术是一种物理分离技术,其工作原理基于超临界流体的特性。
在超临界状态下,二氧化碳流体既具有液体的高密度,又具有气体的低粘度。
此时,流体对溶质的溶解能力随压力的增加而显著提高,而溶质则以分子状态均匀地分散在流体中。
通过控制压力和温度,可以实现选择性萃取。
在植物油的生产中,超临界二氧化碳萃取工艺技术主要利用超临界二氧化碳对油脂的选择性溶解能力,以及二氧化碳在超临界状态下的高扩散性,实现油脂的高效提取和分离。
三、实施计划步骤1.原料准备:收集适量的植物种子或果实,进行破碎和干燥处理,以便后续提取。
2.萃取:将破碎后的植物原料与超临界二氧化碳流体混合,在高压条件下进行萃取。
控制压力和温度,以获得最佳的萃取效果。
3.分离:通过调整压力和温度,使萃取后的混合物中的油脂与二氧化碳及其他杂质分离。
4.收集:收集分离后的油脂,进行进一步的精炼和加工。
5.二氧化碳回收:将分离过程中产生的二氧化碳进行回收,以便重复使用。
四、适用范围超临界二氧化碳萃取工艺技术在植物油生产中具有广泛的应用,包括但不限于以下几种:1.食用植物油生产:如大豆油、花生油、菜籽油等,通过该技术可以提高提取效率,减少溶剂残留,提高产品质量。
2.特种植物油生产:如亚麻籽油、沙棘油等,这些油的营养成分丰富,市场价值高,采用超临界二氧化碳萃取工艺技术可以提高提取效率,保证产品质量。
3.工业用植物油生产:如润滑油、液压油等,通过该技术可以获得高纯度的产品,满足工业应用的需求。
五、创新要点1.使用超临界二氧化碳作为萃取剂,无残留、环保、安全。
超临界二氧化碳萃取原理超临界二氧化碳萃取是一种高效、环保的分离和提取技术,广泛应用于食品、药品、化工等领域。
其原理是利用二氧化碳在一定温度和压力下的物理特性,使其同时具备气体和液体的性质,从而实现对目标物质的高效提取。
本文将从超临界二氧化碳的物理特性、萃取原理和应用领域等方面进行介绍。
超临界二氧化碳的物理特性是实现其萃取原理的基础。
在临界点以上,二氧化碳既具有气体的扩散性和液体的溶解性,又具有液体的密度和气体的粘度,因此能够在短时间内高效提取目标物质。
此外,超临界二氧化碳的温度和压力可以通过调节设备参数来实现对萃取过程的精准控制,从而满足不同物质的提取需求。
超临界二氧化碳的萃取原理主要包括溶解、扩散和分离三个步骤。
首先,将二氧化碳压缩至临界点以上的状态,使其具备足够的溶解能力。
然后,将其与目标物质接触,利用其高扩散性将目标物质从原料中提取出来。
最后,通过调节温度和压力,将萃取物质从二氧化碳中分离出来,从而得到纯净的目标物质。
超临界二氧化碳萃取技术在食品、药品和化工等领域有着广泛的应用。
在食品领域,可以利用其高效提取的特性,从天然植物中提取出天然色素、香精等物质,用于食品添加剂。
在药品领域,可以利用其对生物活性物质的温和提取条件,保证药品的活性成分不受破坏。
在化工领域,可以利用其对高分子材料的选择性溶解能力,实现对高分子材料的分离和提取。
总的来说,超临界二氧化碳萃取技术是一种高效、环保的分离和提取技术,具有广泛的应用前景。
通过充分利用二氧化碳的物理特性,可以实现对不同物质的高效提取,为相关领域的发展提供有力支持。
希望本文的介绍能够为读者对超临界二氧化碳萃取原理有所了解,进一步推动该技术的应用和发展。
CO2超临界萃取法CO2超临界萃取法是一种用于提取天然产物和分离化合物的高效且环保的技术。
它利用二氧化碳(CO2)在超临界状态的特性,结合适当的温度和压力条件,实现对目标物质的选择性提取。
1. 原理CO2超临界萃取法基于CO2的物理性质,当温度和压力超过临界点时,CO2会变成超临界流体,具有密度和溶解能力的特点。
在这种状态下,CO2既具有气体的扩散性和低粘度,又具有液体的溶解能力和高密度,因此可以有效地溶解多种化合物。
2. 过程CO2超临界萃取法的过程通常包括以下几个步骤:(1)预处理:将原料进行干燥、粉碎等预处理步骤,以增加提取效率。
(2)萃取器:将预处理后的原料放入萃取器中,与CO2超临界流体接触。
(3)溶解:CO2超临界流体在与原料接触的同时,通过溶解作用将目标化合物从原料中提取出来。
(4)分离:将溶解了目标化合物的CO2超临界流体转移到分离器中,通过降压或改变温度,使CO2从溶解状态向气体状态转变,从而使提取的目标化合物得以分离。
(5)回收:分离后的目标化合物可通过冷凝或其他方法进行回收,而CO2则可以回收再利用。
3. 优势CO2超临界萃取法相对于传统的有机溶剂萃取方法具有以下优势:(1)环保性:CO2是一种无毒、无害、无残留的天然物质,不会对环境造成污染。
(2)高效性:CO2超临界流体具有较高的溶解度和扩散性,可以快速有效地提取目标物质。
(3)选择性:通过调节温度和压力等条件,可以实现对目标化合物的选择性提取,减少杂质的干扰。
(4)可控性:CO2超临界萃取法的温度和压力可以根据需要进行调节,以适应不同的提取要求。
(5)可回收性:CO2可以回收再利用,降低了成本和资源消耗。
4. 应用领域CO2超临界萃取法在许多领域都有广泛的应用,包括:(1)药物制剂:用于从天然药物中提取有效成分,制备药物制剂。
(2)食品工业:用于提取植物油、香料、咖啡因等天然产物。
(3)香精和化妆品:用于提取香精和化妆品中的活性成分。
超临界低温萃取技术嘿,朋友们!今天咱来聊聊超临界低温萃取技术,这可真是个了不起的玩意儿啊!你想想看,平时咱要从一些东西里提取出精华,那得多麻烦呀!就好像从一大袋米里找出那几颗特别饱满的米粒一样。
但超临界低温萃取技术可不一样,它就像是个超级厉害的魔法棒。
比如说,咱有些珍贵的药材或者植物吧,里面有特别好的成分,咱想把它们弄出来用。
要是用普通方法,可能会损失不少,还可能搞得不纯粹。
但超临界低温萃取技术就能很精准地把那些好东西给弄出来,一点不浪费,还特别纯呢!这就好比是一个非常挑剔的美食家,能精确地挑出食物中最美味的部分。
它的工作原理呢,其实也不难理解。
就是利用一些特殊的条件,让物质达到一种特别的状态,然后就能很巧妙地把我们想要的东西分离出来啦。
这就好像是在一个大混乱的房间里,突然有了一种神奇的力量,能把你想要的那个小物件一下子就给拎出来了。
而且哦,超临界低温萃取技术在好多领域都大显身手呢!在食品行业,能提取出那些让食物更美味更营养的成分;在医药领域,能帮助研发更好的药物。
这就像是一个万能的工具,哪里需要它,它就出现在哪里,发挥巨大的作用。
你说这技术是不是特别牛?咱得感谢那些聪明的科学家们,是他们研究出了这么厉害的技术。
咱再想想,如果没有超临界低温萃取技术,那得错过多少好东西呀!好多好产品可能就出不来了,那多可惜呀!所以说呀,这个技术真的是太重要啦!它就像是打开宝藏的钥匙,让我们能发现那些隐藏在各种物质里的宝贝。
而且它还不断发展进步呢,以后肯定还会有更多更厉害的应用。
朋友们,你们是不是也觉得超临界低温萃取技术很神奇呀?反正我是被它深深折服啦!它真的是给我们的生活带来了太多的惊喜和便利呀!。
超临界co2萃取技术原理嗨,朋友!今天咱们来聊聊超临界CO₂萃取技术这个超酷的东西。
你知道吗?超临界CO₂萃取技术就像是一场神奇的魔法表演。
CO₂大家都熟悉吧,就是二氧化碳啦,在平常的状态下,它要么是气体,要么是固体(干冰),但在超临界状态下,那可就完全不一样喽。
当二氧化碳达到超临界状态的时候,它就像是一个超级厉害的小特工。
这个状态下的二氧化碳,它既有气体的高扩散性,就像一阵风似的,可以快速地钻进各种物质的小缝隙里;又有液体的高密度,就好像是一群紧密排列的小士兵,能很好地溶解其他物质。
这就好比一个人既有着风一般的速度,又有着大力士般的力量,是不是很厉害呀?那它是怎么进行萃取的呢?想象一下,我们有一个装着原料的容器,比如说里面有我们想要提取的某种植物的有效成分。
超临界CO₂就像一群饥饿的小蚂蚁,朝着这个原料堆就冲过去了。
它钻进原料的细胞里,把那些我们想要的有效成分,比如香精油啦,或者是一些药用成分之类的,紧紧地抱住。
因为它在超临界状态下的溶解性特别好,就像一个超级有亲和力的小伙伴,那些有效成分都特别乐意跟它走。
然后呢,这个带着有效成分的超临界CO₂就跑到另一个地方去了。
到了这个新的地方,只要稍微改变一下条件,比如说调整一下温度或者压力。
这超临界CO₂就像突然被施了魔法一样,它的状态发生变化了。
它可能就从那种超厉害的超临界状态变回普通的气体或者液体了。
而那些被它带着的有效成分呢,就被留在这个新的地方了,就这么简单地被提取出来了。
超临界CO₂萃取技术还有好多优点呢。
它特别环保,就像一个绿色小卫士。
CO₂本身就是一种很常见的气体,在这个萃取过程中,它可以循环利用。
不像有些传统的萃取方法,会用到一些有毒有害的溶剂,那些溶剂就像调皮捣蛋的小坏蛋,不仅会污染环境,还可能在提取的物质里留下不好的残留。
超临界CO₂萃取就完全没有这个烦恼啦。
而且啊,这个技术提取出来的东西质量特别高。
因为超临界CO₂在萃取的时候,就像一个特别细心的工匠,它能够很精准地把我们想要的成分提取出来,不会把那些杂质也一股脑儿地弄进来。
CO2超临界萃取的原理及应用1. 超临界萃取的概述超临界萃取是一种利用超临界流体作为溶剂进行提取的技术。
超临界流体是在临界点以上的温度和压力下存在的流体,具有介于气体和液体之间的特性。
CO2是被广泛应用于超临界萃取的超临界流体之一。
CO2超临界萃取是一种环保、高效、低毒的提取方法,已经在多个领域得到了广泛应用。
2. CO2超临界萃取的原理CO2超临界萃取的原理基于CO2的特殊性质。
在超临界状态下,CO2既具有液体的溶解能力,又具有气体的渗透能力。
通过调节温度和压力,可以控制CO2的溶解度和渗透性,实现对样品中目标组分的选择性萃取。
CO2超临界萃取的主要原理如下:•溶解性原理:在超临界状态下,CO2溶解能力强,可以溶解大部分有机物质。
当CO2与待提取物质接触时,由于高温高压的作用,CO2分子与待提取物质发生相互作用,形成溶解的复合物。
随着溶解度的增加,目标组分从固体或液体中溶解到超临界CO2中。
•选择性原理:CO2超临界状态下的溶解度和选择性与温度和压力有关。
通过调节温度和压力,可以控制CO2与待提取物质的相互作用力,实现对目标组分的选择性提取。
这个过程可以通过调整操作条件来提高纯度和选择性。
•扩散原理:CO2超临界萃取的扩散速率比传统有机溶剂快,这是因为超临界CO2具有较低的粘度和高的扩散系数。
高速扩散使得CO2可以迅速渗透样品,实现高效的提取。
3. CO2超临界萃取的应用CO2超临界萃取在多个领域有广泛的应用,主要包括以下几个方面:3.1. 天然植物提取在制备天然植物提取物时,CO2超临界萃取是一种常用的技术。
其优势在于可以避免有机溶剂污染、温度过高导致活性物质损失等问题。
通过CO2超临界萃取,可以从植物中高效提取出芳香烃、酚类、生物碱等天然产物,并保持其活性和纯度。
3.2. 食品工业CO2超临界萃取在食品工业中有着广泛的应用。
例如,通过CO2超临界萃取可以提取咖啡、茶叶、香料等中的香气成分,保持原味的同时提高产品的纯度。
一、超临界萃取的技术原理 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。
超临界CO2是指处于临界温度与临界压力(称为临界点)以上状态的一种可压缩的高密度流体,是通常所说的气、液、固三态以外的第四态,其分子间力很小,类似于气体,而密度却很大,接近于液体,因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质,同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性,比普通液体溶剂传质速率高,并且扩散系数介于液体和气体之间,具有较好的渗透性,而且没有相际效应,因此有助于提高萃取效率,并可大幅度节能。 超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数,因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一,自扩散系数是液体的100倍,因而具有良好的传质特性,可大大缩短相平衡所需时间,是高效传质的理想介质;具有比液体快得多的溶解溶质的速率,有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力;具有不同寻常的巨大压缩性,在临界点附件,压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化,所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2的溶解能力,提高萃取的选择性;通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品,省去消除溶剂的工序。 在传统的分离方法中,溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性(表现在溶解度)的差异来实现分离的;蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度(蒸汽压)的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的,故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点,进而决定了超临界CO2萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势:通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质,控制其选择性;适当地选择提取条件和溶剂,能在接近常温下操作,对热敏性物质可适用;因粘度小、扩散系数大,提取速度较快;溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看,相当于一个新的单元操作,因此引起了国内外的广泛关注。 二、超临界萃取的特点 1、超临界萃取可以在接近室温(35~40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此,在萃取物中保持着药用植物的有效成分,而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来; 2、使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留的溶剂物质,从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染,保证了100%的纯天然性; 3、萃取和分离合二为一,当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时,由于压力的下降或温度的变化,使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取的效率高而且能耗较少,提高了生产效率也降低了费用成本; 4、CO2是一种不活泼的气体,萃取过程中不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒、安全性非常好; 5、CO2气体价格便宜,纯度高,容易制取,且在生产中可以重复循环使用,从而有效地降低了成本; 6、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数,通过改变温度和压力达到萃取的目的,压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来;反之,将温度固定,通过降低压力使萃取物分离,因此工艺简单容易掌握,而且萃取的速度快。
三、超临界CO2萃取技术在中药现代化中应用的优越性 1、萃取能力强,提取率高。用超临界CO2提取中药有效成分,在最佳工艺条件下,能将所需提取的成分几乎完全提取,从而大大提高产品收率及资源的利用率。同时,随着超临界CO2萃取技术的不断进步,把超临界CO2萃取扩展到水溶液体系,使得难以提取的强极性化合物如蛋白质等的超临界CO2提取已成为可能; 2、萃取能力的大小取决于流体的密度,最终取决于操作过程的温度和压力。改变其中之一或同时改变,都可改变溶解度,可以有选择地进行中药中多种物质的分离,从而可减小杂质,使中药有效成分高度富集,便于减小剂量和控制质量,使产品外观大为改善; 3、超临界CO2萃取的操作温度低,能较完好地保存中药有效成分不被破坏,不发生次生化,因此,特别适合于那些对热敏感性强、容易氧化分解破坏的成分的提取; 4、提取时间快,生产周期短。超临界CO2提取循环一开始,分离便开始进行。一般提取10分钟就有成分分离析出,2~4小时左右便可完全提取,同时,它不需浓缩等步骤,即使加入夹带剂,也可通过分离功能除去或只需简单浓缩; 5、 超临界CO2提取,操作参数容易控制,因此能保证有效成分及产品质量的稳定性; 6、超临界CO2还可直接从单方或复方中药中提取不同部位或直接提取浸膏进行药理筛选,开发新药,大大提高新药的筛选速度。同时可以提取许多传统方法提不出来的物质,且较易从中药中发现新成分,从而发现新的药理药性,开发新药; 7、超临界CO2还具有抗氧化、灭菌作用,有利于保证和提高产品的质量; 8、 超临界CO2萃取应用于分析或与GC、IR、MS、LC等联用成为一种高效的分析手段,将其用于中药质量分析,能客观地反映中药中有效成分的真实含量; 9、经药理、临床证明,超临界CO2提取中药,不仅工艺上优越,质量稳定,且标准容易控制,其药理、临床效果能够保证或更好; 10、 超临界CO2萃取工艺流程简单,操作方便,节省劳动力和大量有机溶剂,减少三废污染,这无疑为中药现代化提供了一种高效的提取、分离、制备及浓缩的新方法。 四、超临界CO2萃取技术的应用 1、在医药工业中,可用于中草药有效成份的提取,热敏性生物制品药物的精制,及脂质类混合物的分离,可防止中药有效组分的逸散和氧化,过程没有有机溶剂残留,可获得高质量的提取物并提高药用资源的利用率,可大大简化提取分离步骤,能提取分离到一些用传统溶剂法得不到的成分,节约大量的有机溶剂。(1)红豆杉中的紫杉醇具有抗癌作用。对于红豆杉中紫杉烷类成分的提取分离,传统的植物化学分离要得到单体纯品难度较大,步骤较为繁琐,原料经多次浸提浓缩后,还需用有机溶剂多次萃取,再进行多次柱层析。此过程要用多种有毒的有机溶剂。采用超临界CO2萃取技术进行红豆杉的化学成分的研究,所得粗浸膏含杂质少,较易分离得到单体。(2)螺旋藻含丰富的蛋白质和多种生物活性成分,采用传统的有机溶剂法会污染产品,且分离工艺复杂。超临界二氧化碳萃取技术可将螺旋藻中所含的具有生物活性和热不稳定性的物质提取出来并保持其天然特性,可提高螺旋藻产品的附加值,并可显著提高螺旋藻产业的经济和社会效益。(3)丹参酮类是从唇形科植物丹参中提取的总酮类及其它成分的总称,是制备各种丹参制剂如复方丹参片、丹参酮磺酸钠注射液(主要用于心脑血管疾病)和丹参酮胶囊(主要用于抗菌消炎)原料的主要成分。传统的提取方法主要是乙醇热回流提取,然后浓缩成浸膏,用于各种制剂。由于提取能力差和长时间加热提取或浓缩,有效成分损失严重,难以达到标准。采用超临界CO2萃取技术进行工艺改革,收率高,生产周期缩短,有效成分可大大提高。(4)采用超临界CO2提取紫苏子油的工艺,与传统的工艺(石油醚法)相比较,收率高,提取时间短,有效成分浓缩。毒性实验表明,超临界提取的紫苏子油具有较好的降血脂作用,且毒性较低,药理效果较好,有效成分高度浓缩,杂质少,质量容易控制,制剂的外观颜色好。(5)蛇床子为伞形科植物蛇床的果实,传统的中医主要用于妇科炎症的治疗。采用超临界CO2萃取法提取蛇床子的有效部位,工艺上表现出有效成分收率高,提取时间短及有效成分高度浓缩等优越性,临床实验证明,蛇床子采用超临界CO2工艺提取有效部位进行新药开发,不仅工艺优越,质量稳定且容易控制,而且还能保持传统中医的治疗效果。(6)青蒿素是来自菊科植物黄花蒿的一种半萜内酯类成分,是我国唯一得到国际承认的抗疟新药。传统的汽油法存在收率低、成本高、易燃易爆等危险。采用超临界CO2萃取工艺用于青蒿素的生产,青蒿素产品符合中国药品标准。与传统的提取工艺相比,超临界CO2萃取工艺具有产品收率高、生产周期短、成本低等优点,可节省大量的有机溶剂汽油,避免易燃易爆等危险,减少了三废污染,大大简化了生产工艺。(7)中药复方是传统中药的最主要部分,也是中药与国际接轨难度最大的部分,用超临界CO2萃取技术对中药复方进行提取工艺的研究及新药开发还是一个空白。在对单方中药超临界CO2萃取研究的基础上结合传统中医理论对中药复方进行了研究,证明复方提取时,中药成分的提取由于互溶作用,促进了其它中药成分的提取。采用超临界CO2萃取技术,复方的有效成分高度浓缩,杂质少,外观颜色较好,批间重复性较好,有效部分具有传统中医要求的药效,且复方后具有协同补充效果。(8)质量标准是影响中药进入国际市场的又一因素。采用先进、准确的分析方法进行中药质量控制有利于中药现代化。分析型超临界CO2萃取技术用于药物分析具有省时、样品用量少、条件易于控制、不分解也不污染产品等优点,特别适用于从复杂基体中分离、鉴定痕量组分,因此,对成分复杂的中药特别是复方中药的分析就特别适用。
2、在食品工业中,啤酒花的提取,色素的提取等。对各种天然抗菌或抗氧化萃取物的加工,如罗勒、串红、百里香、蒜、洋葱、春黄菊、辣椒粉、甘草和茴香子等。 大蒜注射液为临床上广泛应用的中药制剂,传统的生产工艺是水蒸汽蒸馏配制而成。采用超临界CO2萃取法对其进行工艺改革并用于临床证明,不仅工艺优越,而且还能提高疗效。单味中药制剂是传统中药制剂的一部分。采用超临界CO2萃取技术对单味中药进行提取工艺、药理毒理的研究及新药的开发过程,既需考虑有效部位的提取效率,还要考虑药理毒理效果。β-胡萝卜素在增强人体的免疫能力等方面具有明显的作用,采用超临界CO2萃取技术用于β-胡萝卜素的生产,具有萃取效率高,速度快,无污染,工艺简单,萃取物色味纯正等优点。
3、在香料工业中,天然及合成香料的精制。 4、在化学工业中,混合物的分离。 许多碳氢高分子化合物不溶于CO2,只能采用非均相聚合(如分散聚合、沉淀聚合、乳化聚合等);而无定型的碳氟高