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1、0611312119劉云云淺談超臨界CO2萃取法06化本劉云云指導(dǎo)教師：胡新根前言——何謂超臨界？溫度及壓力均處于臨界點(diǎn)以上的液體叫超臨界流體(supercriticalfluid)。物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度，受壓力和溫度的影響很大。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來(lái)，就可以達(dá)到分離提純的目的。當(dāng)然我們會(huì)考慮到這樣的問(wèn)題，對(duì)應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，那么我們?cè)趺从行Х蛛x呢？但事實(shí)上可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫
2、的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，所以超臨界CO2流體萃取過(guò)程是由萃取和分離過(guò)程組合而成的。萃取界的新秀——超臨界CO2萃取技術(shù)超臨界CO2是指處于臨界溫度與臨界壓力（稱為臨界點(diǎn)）以上狀態(tài)的一種可壓縮的高密度流體，，其分子間力很小，類似于氣體，而密度卻很大，接近于液體，因此具有介于氣體和液體之間的氣液兩重性質(zhì)，溶解性高，流動(dòng)性較高，比普通液體溶劑傳質(zhì)速率高，具有較好的滲透性。超臨界CO2的這些特殊物理化學(xué)性質(zhì)決定了超臨界CO2萃取技術(shù)具有一系列的重要特點(diǎn)。超臨界CO2萃取法是一種
3、新型的分離方法，具有提取效率高、無(wú)溶劑殘留毒性、天然活性成分和熱敏性成分不易被分解破壞，能最大限度地保持提取物的天然特征，可實(shí)現(xiàn)選擇性分離，等諸多優(yōu)點(diǎn)。是萃取界的新秀，受到廣泛青睞，尤其廣泛運(yùn)用在天然物質(zhì)的萃取當(dāng)中！下圖是超臨界萃取的流程圖：超臨界CO2萃取裝置：?0611312119劉云云該裝置主要由萃取釜、分離釜、精鎦柱、CO2高壓泵、副泵、制冷系統(tǒng)、CO2貯罐、換熱系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、流量計(jì)、溫度、壓力控制（保護(hù)）系統(tǒng)等組成?；玖鞒蹋篊O2→萃取釜→分離Ⅰ→分離Ⅱ→回路；CO2→萃取釜→分離Ⅰ→分離Ⅱ→精鎦柱→回路；CO2→
4、萃取釜→精鎦柱→分離Ⅰ→分離Ⅱ→回路；CO2→萃取釜→分離Ⅰ→精鎦柱→分離Ⅱ→回路。超臨界CO2萃取技術(shù)的應(yīng)用在制藥業(yè)，中藥的提取一直以來(lái)有很大的提升空間，因?yàn)橐话愕乃幬锾崛】赡軐?dǎo)致中藥中有效成分的逸散和氧化，例如我們常可用有機(jī)化學(xué)中用到的一些蒸餾、分離和一般的有機(jī)物相似相溶性原理萃取工作就可以達(dá)到萃取的目的。但是，這樣的產(chǎn)物雖然經(jīng)過(guò)處理還是會(huì)有雜質(zhì)存在，或者產(chǎn)物在提取過(guò)程中不同程度耗散了。而如果利用超臨界CO2萃取技術(shù)則避免了上述問(wèn)題。不僅可防止中藥有效組分的逸散和氧化，過(guò)程沒(méi)有有機(jī)溶劑殘留，而且可獲得高質(zhì)量的提取物并提高藥用
5、資源的利用率，可大大簡(jiǎn)化提取分離步驟，能提取分離到一些用傳統(tǒng)溶劑法得不到的成分，節(jié)約大量的有機(jī)溶劑。值得一提的是超臨界CO2萃取技術(shù)對(duì)中藥復(fù)方進(jìn)行提取工藝。中藥復(fù)方是傳統(tǒng)中藥的最主要部分，很多研究者在對(duì)單方中藥超臨界CO2萃取研究的基礎(chǔ)上結(jié)合傳統(tǒng)中醫(yī)理論對(duì)中藥復(fù)方進(jìn)行研究，證明了復(fù)方提取時(shí)，中藥成分的提取由于互溶作用，促進(jìn)了其它中藥成分的提取。采用超臨界CO2萃取技術(shù)，復(fù)方的有效成分高度濃縮，雜質(zhì)少，外觀顏色較好，有效部分具有傳統(tǒng)中醫(yī)要求的藥效，且復(fù)方后具有協(xié)同補(bǔ)充效果。此外，超臨界CO2萃取技術(shù)在獲得一些天然營(yíng)養(yǎng)劑上業(yè)是卓有成
6、效。例如番茄紅素的提取。番茄紅素傳統(tǒng)的提取方法有有機(jī)試劑浸提法，酶反應(yīng)法等。與傳統(tǒng)的有機(jī)試劑浸提法相比，超臨界CO2萃取法具有無(wú)有機(jī)試劑消耗和殘留、無(wú)污染、避免高溫、保護(hù)萃取物的生理活性、能耗低和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。所以越來(lái)越受到人們的青睞，而且傳統(tǒng)的方法對(duì)于番茄皮上的番茄紅素提取率不高，而以番茄皮為原料，采用超臨界CO2流體萃取技術(shù)，可以有效地將番茄紅素提取出來(lái)。用超臨界CO2流體萃取技術(shù)提取番茄紅素的具體過(guò)程為番茄皮渣預(yù)處理——超臨界CO2流體萃取——分離——得到成品。原料經(jīng)過(guò)微粉碎或經(jīng)果膠酶，纖維素酶第一步預(yù)處理，該步過(guò)程主要
7、目的是提高番茄紅素的提取率。原料的干燥方式對(duì)番茄紅素提取率的影響也較大，第二步預(yù)處理是以乙醇脫水干燥方式將其干燥。這里我們通常有三種干燥方式——熱風(fēng)干燥，冷凍干燥以及乙醇脫水干燥，但乙醇干燥最佳。預(yù)處理完后就是萃取，生產(chǎn)上可以采用的工藝條件為：萃取壓力為18Mpa左右，萃取溫度為50℃左右，CO2流量為20kg/h,萃取時(shí)間為1~2h，此時(shí)可提取90%以上的番茄紅素。實(shí)驗(yàn)表明，在100g原料中添加30ml大豆色拉油作為夾帶劑，提取的效果會(huì)更好。在化學(xué)工業(yè)中，無(wú)定型的碳氟高聚物和硅酮高聚物等能溶解于CO2，可采用均相聚合的方式合成
8、和加工。在液體或超臨界CO2體系中進(jìn)行高分子材料的合成與加工，與一般的非均相聚合（如分散聚合、沉淀聚合、乳化聚合等）相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：不使用有機(jī)溶劑避免了對(duì)環(huán)境的污染；省去了脫溶及回收溶劑的工藝；可改進(jìn)高分子材料的機(jī)械性能及加工性能；可按分子量的大小對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分
