超临界流体萃取技术ppt课件.ppt
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1、病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程物质有三种状态:物质有三种状态:气态、液态、固态气态、液态、固态物质的第四态:物质的第四态:超临界状态超临界状态流体状态流体状态病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程临界温度:临界温度:温度超过温度超过374.4,水分子有足,水分子有足够的能量来抵抗压力的升高,使分子之间保够的能量来抵抗压力的升高,使分子之
2、间保持一定的距离,即使密度与液态水接近,也持一定的距离,即使密度与液态水接近,也不会液化。这个温度称为水的临界温度。不会液化。这个温度称为水的临界温度。临界压力:临界压力:与临界温度相对应的压力称为临与临界温度相对应的压力称为临界压力(界压力(22.2MPa)临界点:临界点:水的临界温度和临界压力就构成了水的临界温度和临界压力就构成了水的临界点。水的临界点。22.2374.4病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界22.2374.4超临界区域:超临界区域:在压温图中,高于临界在压温图中,高于临界温度和临界压力的区域称为
3、超临界区温度和临界压力的区域称为超临界区超临界流体:超临界流体:处于超临界状态时,气处于超临界状态时,气液界面消失,体系性质均一,既不是气液界面消失,体系性质均一,既不是气体也不是液体,呈流体状态,故称为超体也不是液体,呈流体状态,故称为超临界流体临界流体超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术中药分析教研室中药分析教研室 王术玲王术玲QQQQ:3323520763323520762009-9-27(SupercriticalFluidExtraction,SFE)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程纯物质都具有超临界状态,
4、具有普遍性纯物质都具有超临界状态,具有普遍性超临界超临界流体流体超临界流体超临界流体(SupercriticalFluid,SCF)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程试剂试剂临界温度(临界温度()临界压力临界压力(MPa)CO231.067.38甲烷甲烷-83.04.6丙烷丙烷97.04.26二氯二氟二氯二氟甲烷甲烷111.73.99甲醇甲醇240.57.99乙醚乙醚193.63.68P2930病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界流体萃取超
5、临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction,SFE)超临界流体萃取是利用超临界流体作超临界流体萃取是利用超临界流体作萃取剂,从液体或固体中萃取出某些成分萃取剂,从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术。并进行分离的技术。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界流体的性质超临界流体的性质相相密度密度(g/ml)粘度粘度(g/cms)扩散系数扩散系数(cm2/s)气体气体10-310-410-1超临界流体超临界流体10-110-410-3液体液体110-210-5超临界流体由于处于临界温度和
6、临界压超临界流体由于处于临界温度和临界压力以上,其物理性质介于气体与液体力以上,其物理性质介于气体与液体病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1密度密度类似液体,因而溶剂化能力很强类似液体,因而溶剂化能力很强密度越大溶解性能越好密度越大溶解性能越好2粘度粘度接近于气体,具有很好的传递性能接近于气体,具有很好的传递性能和运动速度和运动速度3扩散系数扩散系数比气体小,但比液体高一到两比气体小,但比液体高一到两个数量级,具有很强的渗透能力个数量级,具有很强的渗透能力超临界流体的性质超临界流体的性质 总之,超临界流体具有液体的溶
7、解总之,超临界流体具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力。能力又具有气体的扩散和传质能力。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程试剂试剂临界温度临界温度()临界压力临界压力(MPa)临界密度临界密度(g/ml)CO231.067.380.448甲烷甲烷-83.04.60.16丙烷丙烷97.04.260.220二氯二氟甲烷二氯二氟甲烷111.73.990.558甲醇甲醇240.57.990.272乙醚乙醚193.63.680.267超临界流体的选择超临界流体的选择病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳
8、定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程CO2的压温图的压温图病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1、CO2的临界温度接近于室温,适合于热敏的临界温度接近于室温,适合于热敏性物质,完整保留生物活性,而且能把高沸点,性物质,完整保留生物活性,而且能把高沸点,低挥发度,易热解的物质分离出来。低挥发度,易热解的物质分离出来。4、CO2无毒、无味、不燃、不腐蚀、价廉,无毒、无味、不燃、不腐蚀、价廉,易于精制、易于回收,无污染易于精制、易于回收,无污染超临界超临界CO2流体萃取的优点流体萃取的优点2、CO2的临界压力
9、适中,目前工业水平易达到;的临界压力适中,目前工业水平易达到;3、CO2的临界密度是常用超临界溶剂中最高的临界密度是常用超临界溶剂中最高的(合成氟化物除外),即溶解能力较好;的(合成氟化物除外),即溶解能力较好;病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界流体萃取的工艺流程一般是由超临界流体萃取的工艺流程一般是由萃取(萃取(CO2溶解组分)和分离(溶解组分)和分离(CO2和组分的分离)两步组成。和组分的分离)两步组成。包括高压泵及流体系统、萃取系统和包括高压泵及流体系统、萃取系统和收集系统三个部分收集系统三个部分 基本工艺
10、流程基本工艺流程 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界流体萃取的基本流程超临界流体萃取的基本流程分分离离釜釜 萃萃取取釜釜CO2热交换器热交换器压缩机压缩机高压泵高压泵 过滤器过滤器 热热交交换换器器温度温度压压力力1.21.10.60.70.80.910.20.10.30.5各直线上数值为各直线上数值为CO2密度,密度,g/ml纯纯CO2密度与压力、温度的关系密度与压力、温度的关系CO2流体密度是温度流体密度是温度与压力的函数与压力的函数在超临界区域,密度在超临界区域,密度变化幅度达到变化幅度达到3倍以上倍以上临
11、界点附近,压力或临界点附近,压力或温度的微小变化可以温度的微小变化可以大幅度改变流体密度大幅度改变流体密度病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 解析方法解析方法 等温法等温法病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 解析方法解析方法 等压法等压法病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 解析方法解析方法 吸附法吸附法病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一
12、定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程压缩机压缩机 萃取釜萃取釜 热交换器热交换器二氧化碳循环泵二氧化碳循环泵 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1879年,年,J.B.Hanny发现无机盐在高发现无机盐在高压乙醚中溶解度异常增加。压乙醚中溶解度异常增加。1978年,联邦德国建成了咖啡豆脱除年,联邦德国建成了咖啡豆脱除咖啡因的超临界咖啡因的超临界CO2萃取工业化装置。萃取工业化装置。这是现代这是现代SFE技术开发的里程碑。技术开发的里程碑。超临界流体萃取的发展超临界流体萃取的发展在中国,在中国,20世纪世纪80年代
13、年代SFE-CO2萃取萃取技术更广泛地用于香料的提取。进入技术更广泛地用于香料的提取。进入90年年代后,开始用于中草药的提取。代后,开始用于中草药的提取。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程应用范围应用范围品品 种种功能性油脂功能性油脂 沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油中药提取物中药提取物鸦胆子油、穿心莲提取物、当归油、丹参提取物、鸦胆子油、穿心莲提取物、当归油、丹参提取物、厚朴提取物、薄荷油、五味子油、车前子油、柴厚朴提取物、薄荷油、五味子油、车前子油、柴胡油、川穹油
14、、姜黄色素、菟丝子油、枸杞子油、胡油、川穹油、姜黄色素、菟丝子油、枸杞子油、天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野菊花油、苍术油、莪术油、香附油、青蒿素、霍菊花油、苍术油、莪术油、香附油、青蒿素、霍香油、紫苏叶油、熊果酸香油、紫苏叶油、熊果酸调味品调味品姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油香料、香精香料、香精 辛夷花精油、烟叶精油辛夷花精油、烟叶精油病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程美晨集团股份有限公司美晨集团股份有限公司(广州轻工研究所
15、)(广州轻工研究所)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程南通市华安超临界萃取有限公司南通市华安超临界萃取有限公司萃取釜萃取釜容积容积500ml病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程北京天安嘉华超临界科技发展有限公司北京天安嘉华超临界科技发展有限公司病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程云南亚太致兴生物工程研究所云南亚太致兴生物工程研究所病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内
16、环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程德国德国UHDE公司公司萃取釜萃取釜容积容积500L病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程美国美国SupercriticalProcessingInc病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(1)对脂溶性成分溶解能力较强而)对脂溶性成分溶解能力较强而对水溶性成分溶解能力较低;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)设备造价较高而导致产品成本中的设备折旧费比例过大;中的设
17、备折旧费比例过大;(3)更换产品时清洗设备较困难。)更换产品时清洗设备较困难。超临界超临界CO2流体萃取的局限性流体萃取的局限性病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程SFE的基础研究与应用在近的基础研究与应用在近30年内取得年内取得了很大的进展。此新兴技术的研究涉及了了很大的进展。此新兴技术的研究涉及了众多领域,众多领域,SFE是一种是一种“绿色工艺绿色工艺”,符,符合当今世界可持续发展的观念,为正兴起合当今世界可持续发展的观念,为正兴起的的“绿色化学绿色化学”提供了一种新的思路。因提供了一种新的思路。因此,无论是科学研究
18、还是实际应用,此,无论是科学研究还是实际应用,SFE的前途是诱人的,必将得到更大的发展。的前途是诱人的,必将得到更大的发展。提倡减法生活,做绿色公民提倡减法生活,做绿色公民病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界超临界CO2流体的溶解性能流体的溶解性能亲脂性、低沸点成分可在亲脂性、低沸点成分可在10MPa以下萃取。以下萃取。引入强极性基团(如引入强极性基团(如-OH,-COOH),),造成萃取困难。造成萃取困难。如挥发油、烃、酯、内酯、醚、环氧如挥发油、烃、酯、内酯、醚、环氧化合物等,尤其天然植物中的香气成分化合物等,
19、尤其天然植物中的香气成分在苯的衍生物范围内,有一个羰基和在苯的衍生物范围内,有一个羰基和三个以上羟基的化合物是不能被萃取的三个以上羟基的化合物是不能被萃取的病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程更强的极性物质,更强的极性物质,如糖类、氨基酸类如糖类、氨基酸类在在40Mpa以下是不能被萃取的。以下是不能被萃取的。化合物的相对分子量越高,越难萃取。化合物的相对分子量越高,越难萃取。分子量在分子量在200400范围内的组分容易萃范围内的组分容易萃取,有些低相对分子质量、易挥发成分甚取,有些低相对分子质量、易挥发成分甚至可以直接用
20、二氧化碳液体提取;高分子至可以直接用二氧化碳液体提取;高分子量物质(如树胶、蜡等)则很难萃取。量物质(如树胶、蜡等)则很难萃取。超临界超临界CO2流体的溶解性能流体的溶解性能病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程2.5110-31.9110-4病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1.1010-33.7210-41.8210-41.7010-4病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程
21、5.0110-51.0510-5病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程超临界超临界CO2流体的溶解性能流体的溶解性能超临界超临界CO2是非极性溶剂,在许是非极性溶剂,在许多方面类似于己烷,对非极性的脂溶多方面类似于己烷,对非极性的脂溶性成分有较好的溶解能力,对有一定性成分有较好的溶解能力,对有一定极性的物质(如极性的物质(如黄酮、生物碱黄酮、生物碱等)的等)的溶解性就较差。其对成分的溶解能力溶解性就较差。其对成分的溶解能力差别很大,主要与成分的差别很大,主要与成分的极性极性有关,有关,其次与其次与沸点、分子量沸点、分子量也
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