超临界CO2萃取葡萄籽油.ppt

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1、超临界CO2萃取葡萄籽油超临界流体的基本概念超临界流体的基本概念所所谓谓超超临临界界状状态态是是指指物物质质的的温温度度和和压压力力处处于于临临界界温温度度（Tc）和和临临界界压压力力（Pc）上上的的状状态态。处处于于超超临临界界状状态态的的流流体体即即为为超超临临界界流流体体。超临界流体萃取的基本原理超临界流体萃取的基本原理超临界流体萃取分离过程超临界流体萃取分离过程是利用超临界流是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压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力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的进行的.当气体处于超临界状态时当气体处于超临界状态

2、时,成为性质成为性质介于液体和气体之间的单一相态介于液体和气体之间的单一相态,具有和液具有和液体相近的密度体相近的密度,粘度虽高于气体但明显低于粘度虽高于气体但明显低于液体液体,扩散系数为液体的扩散系数为液体的10 100倍倍;因此因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力,能够将物料中某些成分提取出来能够将物料中某些成分提取出来.超临界流体的选择超临界流体的选择从理论上讲，可以作为超临界流体萃取溶剂从理论上讲，可以作为超临界流体萃取溶剂的物质有很多，常见的的物质有很多，常见的有二氧化碳有二氧化碳、烷烃、烷烃、烯烃、甲醇、乙醇、苯、甲苯、氨、氮气、烯烃、甲醇、

3、乙醇、苯、甲苯、氨、氮气、氩气、氙气、水等。氩气、氙气、水等。超临界二氧化碳流体的优点超临界二氧化碳流体的优点1.在超临界区域特别是在临界点附近，流体具有很强的溶在超临界区域特别是在临界点附近，流体具有很强的溶解能力。体系温度或压力的较小变化会引起二氧化碳溶解解能力。体系温度或压力的较小变化会引起二氧化碳溶解能力的很大改变，具有很高的选择性。能力的很大改变，具有很高的选择性。2.由于超临界二氧化碳流体既有与液体接近的溶解能力，由于超临界二氧化碳流体既有与液体接近的溶解能力，又有与气体相近的传递性，因此传质过程能很快地达到平又有与气体相近的传递性，因此传质过程能很快地达到平衡，有利于实现高效分离

4、。衡，有利于实现高效分离。3.大多数情况下，超临界流体萃取温度低于被萃取物热分大多数情况下，超临界流体萃取温度低于被萃取物热分解的温度，因此能更好地避免热敏性物质分解或发生其它解的温度，因此能更好地避免热敏性物质分解或发生其它副反应。副反应。4.二氧化碳化学性质稳定，不易与待萃取物质发生反应。二氧化碳化学性质稳定，不易与待萃取物质发生反应。5.二氧化碳溶剂可以循环使用，降低了生产成本。二氧化碳溶剂可以循环使用，降低了生产成本。6.超临界二氧化碳流体萃取能耗低，集萃取、蒸馏、分离超临界二氧化碳流体萃取能耗低，集萃取、蒸馏、分离于一体，萃取效率高，萃取时间短。于一体，萃取效率高，萃取时间短。葡萄籽

5、中的有效成分葡萄籽中的有效成分它含有多种人体必需它含有多种人体必需的微量元素，钾、铜、的微量元素，钾、铜、钙、铁的含量比较高，钙、铁的含量比较高，锌、锰、钴含量适中，锌、锰、钴含量适中，更重要的是葡萄籽油更重要的是葡萄籽油中所含的三种已知的中所含的三种已知的有效成份对人体保健有效成份对人体保健能起到重要的作用：能起到重要的作用：1 亚油酸亚油酸2维生素维生素 E3原花青素原花青素超临界超临界CO2萃取葡萄籽油的设备示意图萃取葡萄籽油的设备示意图超临界超临界CO2萃取葡萄籽油的步骤萃取葡萄籽油的步骤1.精确称量经过粉碎、一定粒度的葡萄籽置于萃取釜中，精确称量经过粉碎、一定粒度的葡萄籽置于萃取釜中

6、，填料量大约为釜容积的填料量大约为釜容积的60%，然后将萃取釜固定于升温炉，然后将萃取釜固定于升温炉中，并关闭保险门。在萃取过程结束之前保证保险门不能中，并关闭保险门。在萃取过程结束之前保证保险门不能随意打开。检查萃取仪上的各个阀门是否已处于关闭状态。随意打开。检查萃取仪上的各个阀门是否已处于关闭状态。2.分别接通主机电源、恒温循环系统电源和空气压缩机电分别接通主机电源、恒温循环系统电源和空气压缩机电源，检查设备是否运转正常。源，检查设备是否运转正常。3.打开进气阀门，使液态二氧化碳通过虹吸管进入萃取系打开进气阀门，使液态二氧化碳通过虹吸管进入萃取系统统4.分别打开升温炉和排气阀门温控开关，并

7、在温控面板上分别打开升温炉和排气阀门温控开关，并在温控面板上设定萃取温度和排气阀门温度。设定萃取温度和排气阀门温度。5.待釜温达到设定值并稳定以后，将系统压力调至设定值。待釜温达到设定值并稳定以后，将系统压力调至设定值。保持排气阀门关闭，开始静态萃取过程。保持排气阀门关闭，开始静态萃取过程。6.静态萃取结束后打开泄放阀门，开始动态萃取过程。调静态萃取结束后打开泄放阀门，开始动态萃取过程。调节排气阀门的开合程度，控制二氧化碳的放空气速。携带节排气阀门的开合程度，控制二氧化碳的放空气速。携带有产物的超临界流体通过减压阀后节流膨胀，释放出葡萄有产物的超临界流体通过减压阀后节流膨胀，释放出葡萄籽油后变

8、为常压籽油后变为常压 CO2气体，放空流速由浮子流量计测量。气体，放空流速由浮子流量计测量。影响葡萄籽油在超临界影响葡萄籽油在超临界 CO2 中溶解度的中溶解度的主要因素主要因素 萃取压力的影响萃取压力的影响在萃取温度、在萃取温度、CO2流量恒定时流量恒定时,萃取压力增大萃取压力增大,SC-CO2密度增大密度增大,分子间距离减小分子间距离减小,分子运动加剧分子运动加剧,内部分子间的内部分子间的相互作用能急剧加大相互作用能急剧加大,使之更加接近油脂内部分子间的作使之更加接近油脂内部分子间的作用能用能,按相似相溶原理按相似相溶原理,植物油脂在植物油脂在 CO2 中的溶解度增加。中的溶解度增加。但二

9、者并非呈线性关系但二者并非呈线性关系,当萃取压力增加到一定程度时当萃取压力增加到一定程度时,植植物油脂在物油脂在CO2中的溶解度增加缓慢中的溶解度增加缓慢,存在一个存在一个“最大溶解最大溶解度度”萃取压力的问题。萃取压力的问题。萃取温度萃取温度的影响的影响在一定萃取压力下在一定萃取压力下,萃取温度对植物油脂萃取的影响有两萃取温度对植物油脂萃取的影响有两种趋势种趋势:一是随温度的升高一是随温度的升高,油脂收率逐渐增加油脂收率逐渐增加,当超过一定温度时当超过一定温度时,又逐渐下降又逐渐下降,这种情况在萃取压力较高时出现。这种情况在萃取压力较高时出现。二是随温度增加二是随温度增加,产品收率呈降低趋势

10、产品收率呈降低趋势,这种情况在较低萃这种情况在较低萃取压力下出现。取压力下出现。三是三是温度升高温度升高,在萃取率增大的同时在萃取率增大的同时,杂质的溶解度也会杂质的溶解度也会相应增大相应增大,从而增加了分离纯化过程的难度从而增加了分离纯化过程的难度,这反而有可能这反而有可能降低产品的收率降低产品的收率,并且高温有可能造成某些成分的变性、并且高温有可能造成某些成分的变性、分解或失效分解或失效,因此在选择萃取温度时要综合考虑这些因素。因此在选择萃取温度时要综合考虑这些因素。萃取时间萃取时间的影响的影响 一般情况下一般情况下,萃取时间越长萃取时间越长,出油率越高。在萃取出油率越高。在萃取的初始阶段

11、的初始阶段,出油率增加显著出油率增加显著;但随着萃取时间的但随着萃取时间的延长延长,出油率增长缓慢出油率增长缓慢,存在一个经济时间的终点存在一个经济时间的终点,且萃取的选择性也下降。且萃取的选择性也下降。对于不同种类的物料，在粒度、萃取温度、萃取对于不同种类的物料，在粒度、萃取温度、萃取压力和流体流量等因素不变的条件下，若超临界压力和流体流量等因素不变的条件下，若超临界流体对萃取物质具有很强溶解能力，则动态萃取流体对萃取物质具有很强溶解能力，则动态萃取时间对于产率的影响很大程度上取决于物料的微时间对于产率的影响很大程度上取决于物料的微结构：超临界二氧化碳容易渗透扩散到细胞内部，结构：超临界二氧

12、化碳容易渗透扩散到细胞内部，则达到平衡所需的时间就短一些，反之亦然。则达到平衡所需的时间就短一些，反之亦然。超临界超临界CO2萃取技术的应用萃取技术的应用超临界二氧化碳萃取技术超临界二氧化碳萃取技术是自是自20世纪世纪70年年代发展起来的一种新型的化工分离技术，代发展起来的一种新型的化工分离技术，具有溶解能力和萃取选择性强、传质速率具有溶解能力和萃取选择性强、传质速率快、操作条件温和、清洁环保和高效节能快、操作条件温和、清洁环保和高效节能等优点，因此在食品工业、天然香料、中等优点，因此在食品工业、天然香料、中草药开发、高分子材料以及环保技术等众草药开发、高分子材料以及环保技术等众多领域取得了广泛的应用。多领域取得了广泛的应用。谢谢！