什么是超临界萃取?
所谓超临界流体,是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点,密度大,粘稠度低,表面张力小,有极高的溶解能力,能深入到提取材料的基质中,发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取,就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性,从动、植物中提取各种有效成份,再通过减压将其释放出来的过程。
超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法,它是以CO2为萃取剂,在超临界状态下,加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来,然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8–40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物,在加入改性剂后则可溶解极化物。该技术除可替代传统溶剂分离法外,还可以解决生物大分子、热敏性和化学不稳定性物质的分离,因而在食品、医药、香料、化工等领域受到广泛重视。
超临界萃取优缺点?
1.萃取效率高,收率较高;
2.可以有选择地进行中药中多种物质的分离,从而可减少杂
质,使中药有效成分高度富集,便于减小剂量和控制质量;
3.操作温度低,能较完好地保存中药有效成分不被破坏,易
发现新成分;
4. SFE—CO,具有抗氧化灭菌作用,有利于保证和提高天然物产品
的质量;
5.提取时间快,生产周期短;
6.工艺流程简单,操作方便,节省劳动力和大量有机溶剂,能耗
低,无残留溶剂,减少三废污染;
7.应用于分析或与GC、IR、MS、LC等联用成为一种的分析手
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。
超临界流体萃取缺点及局限性
1.对油溶性成分溶解能力较强而对水溶性成分溶解能力较低;
2.设备造价较高而导致产品成本中的设备折旧费比例过大;
3.更换产品时清洗设备较困难。
微波萃取
微波萃取(MAE)是微波辐射高频电磁波穿透萃取介质,
到达物料的内部维管束和腺胞系统。由于吸收微波能,细胞内部
温度迅速上升,使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力,细
胞破裂。细胞内有效成分自由流出,在较低的温度条件下提取介
质捕获并溶解。通过进一步过滤和分离,便获得提取物料。
微波能是一种能量形式,微波是指波长介于红外线和特高频(
UHF)无线电波之间的电磁波。微波的波长范围大约在30厘米至1毫米
之间,所对应的频率范围是1GHZ至300Ghz。
何谓超临界流体萃取法?有何特点?
超临界流体萃取分离过程的原理是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,所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下突出的优点:
(1)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全部成分,而且能把高沸点,低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来;
(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溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然;
(3)萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取效率高而且能耗较少,节约成本;
(4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒,故安全性好;
(5)CO2价格便宜,纯度高,容易取得,且在生产过程中循环使用,从而降低成本;
(6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。
通过改变温度或压力达到萃取目的。
压力固定,改变温度可将物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离,因此工艺简单易掌握,而且萃取速度快。
超临界流体萃取技术?
超临界流体萃取是一种新型萃取分离技术。它利用超临界流体,即处于温度高于临界温度、压力高于临界压力的热力学状态的流体作为萃取剂。从液体或固体中萃取出特定成分,以达到分离目的。
超临界流体萃取的特点是: 萃取剂在常压和室温下为气体,萃取后易与萃余相和萃取组分离; 在较低盈度下操作,特别适合于天然物质的分离; 可调节压力、温度和引入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入到希望的产品中。
什么叫采用超临界萃取技术?
超临界流体技术
在萃取和精馏过程中,作为常规分离方法的替代,有许多潜在的应用前景。其优势特点是:
⑴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;
⑵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;
⑶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
;
⑷CO2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
间歇式萃取器
燃性气体,无味、无臭、无毒、安全性非常好;
⑸CO2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;
⑹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。
超临界萃取有几种操作方式?
将萃取原料装入萃取釜。采用二氧化碳为超临界溶剂。二氧化碳气体经热交换器冷凝成液体,用加压泵把压力提升到工艺过程所需的压力(应高于二氧化碳的临界压力),同时调节温度,使其成为超临界二氧化碳流体。
二氧化碳流体作为溶剂从萃取釜底部进入,与被萃取物料充分接触,选择性溶解出所需的化学成分。
含溶解萃取物的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以下进入分离釜(又称解析釜),由于二氧化碳溶解度急剧下降而析出溶质,自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分,前者为过程产品,定期从分离釜底部放出,后者为循环二氧化碳气体,经过热交换器冷凝成二氧化碳液体再循环使用。
整个分离过程是利用二氧化碳流体在超临界状态下对有机物有特异增加的溶解度,而低于临界状态下对有机物基本不溶解的特性,将二氧化碳流体不断在萃取釜和分离釜间循环,从而有效地将需要分离提取的组分从原料中分离出来。四、液膜萃取是一项新的萃取技术。以水为连续相,分散以表面活性剂和有机相包覆有水相内核的液滴,形成一乳状液。
在外水相中某些组分被液滴外的有机相萃取后进入液滴内的水相,实现萃取分离。
由于液滴的直径只几微米,液膜的比表面大,加以被萃取组分很快从有机相转入内水相,传质推动力大、传质不受外水相与表机相平衡浓度的限制,故萃取效率很高。技术的难点是破乳。
目前在高压静电场下破乳是最有效的。可用在金属离子分离、生物产品分离以及污水处理等方面。