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亞臨界流體萃取技術發展
亞臨界流體萃取是以亞臨界狀態的流體或亞臨界流體的混合溶液為溶媒,與溶質在系統內相繼經過浸提、蒸發脫溶、壓縮、冷凝回收等過程,從產物中提取目標組分的一種新技術。當LPG、丙烷、丁烷、R600a、DME、R134a和六氟化硫等以亞臨界流體狀態存在時,分子的擴散性能增強,傳質速度加快,對產物中弱極性以及非極性物質的滲透性和溶解能力顯著提高。萃取粕和毛油中的溶劑在低溫、真空狀態下脫除,溶劑液化后循環使用。
1939年,Henry Rosenthal將壓縮后液化的低級氣態烷烴用于油料浸出,加壓狀態下,溶劑以液態形式浸出油脂,混合油和濕粕中含的溶劑在減壓的狀態下自然揮發。整個加工過程在低溫狀態下進行,油料中組分不氧化,粕中蛋白不變性,且生產成本低。提取設備對提取物的質量、得率和生產效率都有較大的影響。而蒸煮法的蒸煮時間往往需要兩到三小時,是超聲波提取時間的3倍以上時間。
在植物色素萃取生產中的應用。傳統的植物脂溶性色素用己烷溶劑提取,水溶性色素用水或乙醇提取,都有加熱脫溶的工藝過程,影響產品質量。用丙烷、丁烷、二以及它們的混合溶劑進行亞臨界萃取,有很大的技術優勢。例如,在萬壽菊葉黃素的生產方面,已有二十多套丁烷溶劑萃取生產線投產,己烷浸出工藝已無人使用。研究表明,小米糠油的脂肪酸組成適當,符合衛生組織推薦的脂肪酸較佳攝人比例。
在功能性和藥用植物提取生產中的應用。這方面的原料品種尤其繁多,但總體上分為脂溶性和水溶性兩大類,脂溶性如月見草、沙棘、林蛙、靈芝孢子等以丁烷溶劑萃取已工業化生產。水溶性如植物多酚類、植物低聚糖類、類、植物黃酮類、植物甙類也在研究的試驗中。但另一方面,溫度升高,超臨界流體密度降低,從而使化學組分溶解度減小,導致萃取數減少。
低溫萃取的基本原理。溶劑與被萃取物料接觸,使物料中的某些組分(稱萃取物),在常溫和一定壓力下丙烷,用溶劑逆流萃取油料料胚,然后使混合油和脫脂物料中的溶劑減壓氣化,與物料中其他組分分離,之后通過降低壓力或調節溫度,降低溶劑的密度,從而降低其溶解能力,使溶劑解析出其所攜帶的萃取物,達到萃取分離的目的。超聲波強化萃取20~40分鐘即可獲理想提取率,萃取時間只為水煮、醇沉法的三分之一或更少。
低溫萃取技術的特點:通過調節壓力可提取純度較高的有效成分;選擇適宜的溶劑可在較低溫度,分離、精制熱敏性物質和易氧化物質;具有良好的滲透性和溶解性,能從固體或黏稠的原料中快速提取出有效成分;由于該溶劑沸點高,在毛油和粕脫除溶劑時需要120℃高溫,對油和粕中的熱敏性營養物質具有破壞,致使原料中的蛋白、黃酮、、維生素等成分高度變性,萃取油脂后的粕使用價值受限,大多數作為飼料和肥料處理,不能進一步開發利用。容易使溶劑從產品中分離,無溶劑污染,且回收溶劑過程丙烷,能耗低。