应用 超临界流体.pptx

《应用 超临界流体.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用 超临界流体.pptx（35页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、3.1应用概述应用概述3.2在天然产物加工中的应用在天然产物加工中的应用 3.3在现代中药提取中的应用在现代中药提取中的应用第1页/共35页3.1应用概述应用概述 发展最早、研究最多并已有工业化产品的技术当属超临界流体萃取.研究领域研究领域:燃料燃料石油石油海洋化工海洋化工生物化工生物化工医药医药食品食品香料香料环保环保药检药检发表文章包括:从天然物中萃取高附加值的有用成分（天然色素、香精香料、食用或药用成分等）煤的直接液化，烃类中有选择地萃取直链烷烃或芳香烃，共沸物的分离，海水脱盐，活性碳再生，从高聚物中分离单体或残留溶剂，同分异构体的分离，天然产物中有害成分的脱除，有机物的稀浓度水溶液的分

2、离等。超临界CO2（SC-CO2）萃取技术被视为中药现代化生产的关键技术之一.第2页/共35页3.2在天然产物加工中的应在天然产物加工中的应用用l天然精油、香料：天然精油、香料：玫瑰、茉莉、桂花、啤酒花、玫瑰、茉莉、桂花、啤酒花、檀香木、生姜、八角茴香、薄荷、迷迭香檀香木、生姜、八角茴香、薄荷、迷迭香l天然色素：天然色素：辣椒红素辣椒红素l动、植物油：动、植物油：鱼油、蛋黄油、花生油、大豆油、鱼油、蛋黄油、花生油、大豆油、红花籽油、茶籽油、小麦胚芽油、玉米胚芽油红花籽油、茶籽油、小麦胚芽油、玉米胚芽油.l大豆磷脂、蛋黄磷脂大豆磷脂、蛋黄磷脂l咖啡脱咖啡因、茶叶脱咖啡因、烟草脱尼古咖啡脱咖啡因、

3、茶叶脱咖啡因、烟草脱尼古丁等丁等第3页/共35页3.2.1 咖啡中脱除咖啡因工艺及工业化咖啡中脱除咖啡因工艺及工业化3.2.2 啤酒花中提取啤酒花浸膏工艺啤酒花中提取啤酒花浸膏工艺 3.2.3 从植物种子中提取食用油新工艺从植物种子中提取食用油新工艺3.2.4 超临界萃取天然香料工艺超临界萃取天然香料工艺 第4页/共35页咖啡豆中含咖啡因约咖啡豆中含咖啡因约0.9%3%，属兴奋剂，属兴奋剂对高血压、心脏病、糖尿病、失眠患者尤其有害对高血压、心脏病、糖尿病、失眠患者尤其有害工业传统方法：采用二氯甲烷提取咖啡因工业传统方法：采用二氯甲烷提取咖啡因缺陷在于：缺陷在于：（1）芳香物质同时被提取出来）芳

4、香物质同时被提取出来（2）溶剂残留）溶剂残留3.2.1从咖啡中脱除咖啡因工艺及工业化从咖啡中脱除咖啡因工艺及工业化第5页/共35页超临界超临界CO2萃取咖啡因流程萃取咖啡因流程(a)(c)第6页/共35页超临界超临界CO2萃取咖啡因流程萃取咖啡因流程(d)1.CO22.超临界萃取塔超临界萃取塔3.水喷淋塔水喷淋塔4.反渗透装置反渗透装置第7页/共35页共同点：共同点：半连续过程半连续过程原料生咖啡豆必须预先用水浸渍原料生咖啡豆必须预先用水浸渍操作条件：操作条件：萃取温度萃取温度6090 C，萃取压力，萃取压力1630MPa需借助其它分离方法实现咖啡因与需借助其它分离方法实现咖啡因与CO2的分离

5、的分离处理后咖啡豆中咖啡因含量减少至很低值处理后咖啡豆中咖啡因含量减少至很低值(0.020.08%以下），且无芳香以下），且无芳香物损失物损失第8页/共35页区别：区别：咖啡因与咖啡因与CO2分离途径不同分离途径不同流程流程(a)：水洗蒸馏水洗蒸馏流程流程(b)：活性炭吸附器活性炭吸附器流程流程(c)：萃取吸附一体萃取吸附一体流程流程(d)：水洗反渗透水洗反渗透 第9页/共35页研究发现：研究发现：咖啡中咖啡因在咖啡中咖啡因在SC-CO2中的溶解量远远小于纯咖啡因在相同条件下的溶解中的溶解量远远小于纯咖啡因在相同条件下的溶解度值度值原因在于咖啡中的绿原酸和咖啡因以化学键的形式连结，母体对其束缚

6、作原因在于咖啡中的绿原酸和咖啡因以化学键的形式连结，母体对其束缚作用导致萃取出的咖啡因浓度比其溶解度小几个数量级用导致萃取出的咖啡因浓度比其溶解度小几个数量级水的加入可以改变此化学结构并使咖啡因游离出来水的加入可以改变此化学结构并使咖啡因游离出来第10页/共35页由于由于CO2相中的咖啡因浓度远低于其溶解度值，相中的咖啡因浓度远低于其溶解度值，因此采用单纯降压或变温因此采用单纯降压或变温方法很难使咖啡因从方法很难使咖啡因从CO2相中析出相中析出集成了其他化工分离技术集成了其他化工分离技术(1)水洗水洗(2)活性炭吸附活性炭吸附第11页/共35页3.2.2 从啤酒花中提取啤酒花浸膏工艺从啤酒花中

7、提取啤酒花浸膏工艺啤酒花又称蛇麻花，在我国主产于新疆，啤酒花又称蛇麻花，在我国主产于新疆，含律草酮含律草酮(-酸酸)、异律草酮、异律草酮A和和B、蛇、蛇麻酮麻酮(-酸酸)、聚蛇麻酮、香叶烯、律草、聚蛇麻酮、香叶烯、律草烯、芳樟醇、蛇麻醇、芸香甙、鞣质、烯、芳樟醇、蛇麻醇、芸香甙、鞣质、胆碱等物质胆碱等物质第12页/共35页是啤酒酿造中不可缺少的添加物，最重要的物质是是啤酒酿造中不可缺少的添加物，最重要的物质是-酸，赋予啤酒特有的清爽、酸，赋予啤酒特有的清爽、苦味和香气苦味和香气早期啤酒生产主要直接使用干花，自早期啤酒生产主要直接使用干花，自70年代国外开始将啤酒花制成浸膏以便于年代国外开始将啤

8、酒花制成浸膏以便于使用和保存使用和保存传统方法常采用二氯甲烷浸取，萃取物一般为暗绿色糊状物，浸膏中传统方法常采用二氯甲烷浸取，萃取物一般为暗绿色糊状物，浸膏中-酸含量酸含量不足不足40%，含大量杂质，残留溶剂不易去除而影响质量，含大量杂质，残留溶剂不易去除而影响质量 SC-CO2萃取选择性高，浸膏中萃取选择性高，浸膏中-酸含量高达酸含量高达98.9%，不含有机溶剂，农药、重，不含有机溶剂，农药、重金属等全部去除，且能够保持天然色泽和气味金属等全部去除，且能够保持天然色泽和气味第13页/共35页3.2.3从植物种子中提取植物油新工艺从植物种子中提取植物油新工艺l食用或药用有效成分食用或药用有效成

9、分大豆油、花生油、葵花籽油、小麦胚芽油大豆油、花生油、葵花籽油、小麦胚芽油 可可脂可可脂红花籽油红花籽油紫苏籽油紫苏籽油棕榈果油棕榈果油葡萄籽油葡萄籽油第14页/共35页目前主要生产方法为压榨法和正己烷溶剂萃取法。压榨法收率较低，而己烷易目前主要生产方法为压榨法和正己烷溶剂萃取法。压榨法收率较低，而己烷易燃且有溶剂残留燃且有溶剂残留超临界超临界CO2萃取回收率高，油产品色泽、气味好，无溶剂残留，质量明显提高萃取回收率高，油产品色泽、气味好，无溶剂残留，质量明显提高第15页/共35页对于附加值高的产品，如小麦胚芽油已实现超临界萃取工业化（南方面粉对于附加值高的产品，如小麦胚芽油已实现超临界萃取工

10、业化（南方面粉厂）厂）但对于大宗的食用油产品，如油菜籽、玉米种子、向日葵籽、大豆、棉籽但对于大宗的食用油产品，如油菜籽、玉米种子、向日葵籽、大豆、棉籽等，市场尚未见有等，市场尚未见有SFE技术产品，技术产品，原因是受产品规模和产值等经济因素制原因是受产品规模和产值等经济因素制约，也即超临界萃取技术对规模大而附加值低的产品优势目前尚难以显现约，也即超临界萃取技术对规模大而附加值低的产品优势目前尚难以显现 第16页/共35页天然香料的制备方法：天然香料的制备方法：水蒸气蒸馏法、浸提法、压榨法等。水蒸气蒸馏温度高且有水存在，易水蒸气蒸馏法、浸提法、压榨法等。水蒸气蒸馏温度高且有水存在，易导致产品受热

11、分解、水解、水溶等作用发生；压榨法收率低；导致产品受热分解、水解、水溶等作用发生；压榨法收率低；浸提法工艺周期浸提法工艺周期长，长，且使用大量有机溶剂，溶剂残留，影响香料的质量且使用大量有机溶剂，溶剂残留，影响香料的质量CO2具有亲脂性，具有亲脂性，又是无味、无毒、价廉气体，作为提取天然香料溶剂独具优又是无味、无毒、价廉气体，作为提取天然香料溶剂独具优势。所得成品无毒、无溶剂残留、颜色和香味纯正、香色完全，售价比普通提势。所得成品无毒、无溶剂残留、颜色和香味纯正、香色完全，售价比普通提取法高取法高20-25%，提取率也高出，提取率也高出201003.2.4超临界萃取天然香料工艺超临界萃取天然香

12、料工艺第17页/共35页非常成功的应用领域是天然香料的萃取，如名贵香料茉莉浸膏、玫瑰精油、非常成功的应用领域是天然香料的萃取，如名贵香料茉莉浸膏、玫瑰精油、丁香油、迷迭香料的提取等丁香油、迷迭香料的提取等日本富士香料公司于日本富士香料公司于1989年建成了年建成了1300L的天然香料生产装置。目前国的天然香料生产装置。目前国外市场上已出现了由该技术制取的具有高附加值的天然香料、色素和风味外市场上已出现了由该技术制取的具有高附加值的天然香料、色素和风味物质等高质量的食品添加剂系列物质等高质量的食品添加剂系列第18页/共35页3.3在现代中药提取中的应用在现代中药提取中的应用3.3.1 传统中药提

13、取技术传统中药提取技术3.3.2 中草药超临界萃取的优势与特点中草药超临界萃取的优势与特点3.3.3 中草药超临界中草药超临界CO2萃取应用分析萃取应用分析3.3.4 需要关注的需要关注的问题问题 第19页/共35页3.3.1 传统中药提取技术传统中药提取技术溶剂萃取法溶剂萃取法浸渍法、渗漉法、煎煮法、热回流法等浸渍法、渗漉法、煎煮法、热回流法等水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法升华法升华法第20页/共35页浸渍法：浸渍法：粉碎成粒状或片状的中草药加入溶剂浸泡溶出粉碎成粒状或片状的中草药加入溶剂浸泡溶出渗漉法：渗漉法：药材粉装于渗漉器，溶剂自上而下通过药材粉装于渗漉器，溶剂自上而下通过煎煮法：陶器、砂罐

14、或铜制、搪瓷器皿煎煮法：陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿 回流提取法：回流提取法：采用回流加热装置，以免溶剂挥发损失。效果优于冷浸法，大量生产多采用回流加热装置，以免溶剂挥发损失。效果优于冷浸法，大量生产多采用连续提取采用连续提取一、溶剂萃取法一、溶剂萃取法第21页/共35页二、水蒸气蒸馏法二、水蒸气蒸馏法 适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。沸点多在沸点多在100以上，与水不混溶或仅微溶，共沸腾下与水不发生化学反应，以上，与水不混溶或仅微溶，共沸腾下与水不发生化学反应，且在约且在约100时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时，液体开始沸

15、腾，水时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时，液体开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出蒸气将挥发性物质一并带出例如挥发油、某些小分子生物碱例如挥发油、某些小分子生物碱-麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子酚类物质酚类物质 第22页/共35页中草药中一些成分具有升华的性质，可利用升华法直接自中草药中提取出来中草药中一些成分具有升华的性质，可利用升华法直接自中草药中提取出来如樟木中升华的樟脑如樟木中升华的樟脑(本草纲目本草纲目记载记载)；一些香豆素类；一些香豆素类；有机酸类有机酸类产率低，有时伴有炭化或分解现象产率低，有时伴有炭化或分解现象三、升华法三、升华法 第

16、23页/共35页工艺步骤繁杂、耗时长工艺步骤繁杂、耗时长热敏性、易挥发成分的降解热敏性、易挥发成分的降解有机溶剂的残留有机溶剂的残留成药质量稳定性差成药质量稳定性差四、传统提取工艺的缺陷四、传统提取工艺的缺陷 第24页/共35页3.3.2 中草药超临界萃取的优势与特点中草药超临界萃取的优势与特点我国中药产业的现状与挑战我国中药产业的现状与挑战中药资源浪费和匮乏中药资源浪费和匮乏制药技术与装备落后制药技术与装备落后产品质量不稳定产品质量不稳定拳头产品市场占有率低拳头产品市场占有率低缺乏国际市场认可的质量标准缺乏国际市场认可的质量标准第25页/共35页我国中药产业的发展机遇我国中药产业的发展机遇西

17、医西药局限性和毒副作用与西医西药局限性和毒副作用与“回归自然回归自然”的热潮的热潮经济全球化的快速发展经济全球化的快速发展中国加入中国加入WTO现代中药必将走向世界现代中药必将走向世界 “康莱特康莱特”注射液；注射液；天士力复方丹参滴丸天士力复方丹参滴丸第26页/共35页超临界萃取技术应用于中药提取的优势与特超临界萃取技术应用于中药提取的优势与特点点l工艺流程简单工艺流程简单l操作方便、参数易于控制操作方便、参数易于控制l生产高效低耗生产高效低耗l产品无溶剂残留产品无溶剂残留l特别适合于分离热敏性物质特别适合于分离热敏性物质l产品和有效成分质量稳定产品和有效成分质量稳定l兼顾单方、复方中药的开

18、发应用兼顾单方、复方中药的开发应用l绿色分离技术绿色分离技术l“安全、高效、稳定、可控安全、高效、稳定、可控”的现代中药的现代中药 第27页/共35页中国、日本、韩国作了大量工作中国、日本、韩国作了大量工作紫紫草草、蛇蛇床床子子、茵茵陈陈蒿蒿、连连翘翘、桑桑白白皮皮、红红花花、月月见见草草油油、黄黄连连、苍苍术术、良姜等良姜等 3.3.3 中草药超临界中草药超临界CO2萃取应用分析萃取应用分析第28页/共35页国内国内SFE技术用于天然植物药开发现技术用于天然植物药开发现状状目前国内至少有上百种以上的单味中草药被用目前国内至少有上百种以上的单味中草药被用SFE方法进行了研究方法进行了研究已已开

19、开始始从从实实验验室室或或中中试试研研究究步步入入工工业业化化，如如青青蒿蒿素素、蛇蛇床床子子、姜姜黄黄、艾叶等的超临界萃取达到了工业规模艾叶等的超临界萃取达到了工业规模第29页/共35页超临界萃取温度超临界萃取温度3070 C，压力一般为中等压力，压力一般为中等压力2030MPa非非极极性性的的SC-CO2仅仅对对亲亲脂脂性性、分分子子量量小小的的非非极极性性物物质质具具有有较较高高的的溶溶解解度度，纯纯CO2萃取物多为挥发油、脂肪油等亲脂类组分的混合物萃取物多为挥发油、脂肪油等亲脂类组分的混合物研究结果：研究结果：第30页/共35页超临界超临界CO2萃取脂溶性成分的萃取率及提取质量常明显优

20、于传统方法萃取脂溶性成分的萃取率及提取质量常明显优于传统方法如如传传统统水水蒸蒸汽汽蒸蒸馏馏法法提提取取木木香香和和柴柴胡胡挥挥发发油油萃萃取取率仅为率仅为0.53%和和0.24%对于某些极性有效成分，需适当引入夹带剂对于某些极性有效成分，需适当引入夹带剂第31页/共35页技术可行与经济可行技术可行与经济可行设备要求高，一次性投资大；设备要求高，一次性投资大；对极性大、分子量大、亲水性部位或成分难提取；对极性大、分子量大、亲水性部位或成分难提取；超临界萃取技术与其它分离技术的合理有效集成超临界萃取技术与其它分离技术的合理有效集成外加能量协助萃取、后续分离纯化（精馏、分子外加能量协助萃取、后续分离纯化（精馏、分子蒸馏、膜分离、树脂吸附等）蒸馏、膜分离、树脂吸附等）3.3.4 需要关注的问题需要关注的问题第32页/共35页强化基础理论研究和工程化研究强化基础理论研究和工程化研究优势互补，加强工程学科与医药学科的结合优势互补，加强工程学科与医药学科的结合工艺与药理兼顾工艺与药理兼顾单、复方兼顾单、复方兼顾第33页/共35页The End第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页