河南省亞臨界生物技術(shù)有限公司

天然產(chǎn)物有效成分的亞臨界流體萃取裝置于方法

亞臨界技術(shù)簡介

我國地域遼闊，復(fù)雜的地理環(huán)境與多變的氣候條件造就了我國物種的多樣性，尤其是具有醫(yī)療保健作用的特種油脂、天然香料、色素等天然資源相當(dāng)豐富。

天然產(chǎn)物中的活性物質(zhì)因其熱敏性，用超臨界CO2萃取雖是較為理想的方法，但必須在超高壓狀態(tài)下才能進(jìn)行。極高的壓力限制了設(shè)備有效容積的放大，同時，較高的設(shè)備制造和運行費用制約了該技術(shù)在天然產(chǎn)物有效成分生產(chǎn)中的應(yīng)用。

亞臨界萃取脂溶物質(zhì)專利技術(shù)是國家科委“火炬計劃”、國家計委“科技先導(dǎo)計劃”和國家經(jīng)貿(mào)委“科技示范計劃”項目。目前已廣泛應(yīng)用于特種食用油、植物蛋白、精細(xì)化工、天然色素、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。先后在國內(nèi)建成了四十多家工程項目。亞臨界萃取溶劑的主要成分是液化丁烷或丙烷。該溶劑中組分的沸點大多在0℃以下，其中丁烷沸點-0.5℃，丙烷沸點為-42.1℃，在常溫常壓下為氣體，加壓后為液態(tài)。該工藝的基本原理：在常溫和一定壓力下（0.3Mpa-1.0MPa），用該溶劑逆流浸出油料料胚，然后使混合油（或浸膏）和粕中的溶劑減壓汽化，汽化后的溶劑氣體再經(jīng)過壓縮機冷凝液化后循環(huán)使用。

亞臨界低溫萃取技術(shù)的優(yōu)點：

1、浸出后的餅粕質(zhì)量好，保持原有熱敏性物質(zhì)不破壞，可進(jìn)一步開發(fā)植物蛋白；

2、溶劑耗低，噸原料消耗溶劑小于8㎏；

3、不需蒸汽，僅90℃的熱水即可，相對六號溶劑，可節(jié)約熱能源70%；

4、生產(chǎn)中無“三廢污染”，屬環(huán)保工程。

5、常溫萃取，低溫（小于40℃）脫溶，浸出后的油中、粕中熱敏性物質(zhì)不破壞，浸膏中色素得率高，色澤鮮艷，是貴重油料，植物蛋白、和天然色素保質(zhì)萃取的理想工藝；

6、投資小，生產(chǎn)成本低（相對二氧化碳設(shè)備）；

7、亞臨界流體來源廣，價格低，該溶劑各油田、煉油廠均有此產(chǎn)品，且價格低于六號溶劑；

8、設(shè)備壓力低，安全性高（工作壓力0.3Mpa-1.0MPa）；

9、生產(chǎn)規(guī)模大，成套萃取設(shè)備一條線可達(dá)0.1噸—200噸/天的處理量。

承建項目范圍（生產(chǎn)規(guī)模5L—15000L，0.1噸—200噸/天，交鑰匙工程）

1、辣椒紅色素、番茄紅色素、萬壽菊黃色素、枸杞色素、紫草色素等天然色素的提取項目；

2、核桃仁綜合開發(fā)項目，產(chǎn)品為核桃油、脫脂速溶核桃粉、核桃乳；

3、芥酸酰胺提取項目，可將芥酸酰胺純度達(dá)到國際水平，含量大于98.8%；

4、小麥胚芽油、沙棘籽油、除蟲菊油、葡萄籽油、青棘果仁油、微生物油、可可脂、大麻籽油、茶籽油、杏仁油、石榴籽油、松子油、榛子油、紅花籽油、枸杞籽油、月莧草籽油、黑加侖油、薏米仁油、西瓜籽油、哈密瓜籽油等保健油脂的保質(zhì)萃??；

5、南瓜籽仁的綜合開發(fā)利用項目，產(chǎn)品為南瓜籽仁油、脫脂南瓜仁蛋白乳，蛋白粉；

6、大豆綜合開發(fā)利用項目，大豆油、脫脂低變性低溫豆粕（食品級）、大豆蛋白粉、濃縮蛋白粉等；

7、棉籽仁綜合開發(fā)項目，棉籽油、脫毒脫脂低變性棉仁蛋白粉；

8、玫瑰、香紫蘇、桂花、迷迭香等鮮花提取浸膏項目；

9、中藥材脂溶性成分的提取項目；

10、大蒜油、洋蔥油、孜然油、芥末油、姜油等調(diào)味油的加工提取項目；

11、油脂精煉工程。

1、背景技術(shù)

我國地域遼闊，復(fù)雜的地理環(huán)境與多變的氣候條件造就了我國物種的多樣性，尤其是具有醫(yī)療保健作用的特種油脂、香精香料、色素等天然資源相當(dāng)豐富，如銀杏、枸杞、沙棘、辣椒、萬壽菊、核桃、杏仁、花椒、葡萄籽、小麥胚芽、桂花、五味子、玫瑰花等。

天然產(chǎn)物中高附加值的生理活性物質(zhì)因其熱敏性，用常規(guī)熱回流提取法和有機溶劑萃取法不僅得率低，而且功能成分受到破壞。超臨界CO2萃取雖是較為理想的方法，具有萃取能力強、提取率高、產(chǎn)品品質(zhì)好等優(yōu)勢，但必須在25MPa以上的超高壓狀態(tài)下才能進(jìn)行。極高的壓力限制了設(shè)備有效容積的放大，同時，較高的設(shè)備制造和運行費用制約了該技術(shù)在天然產(chǎn)物有效成分生產(chǎn)中的應(yīng)用。因此，尋找一種高效提取天然產(chǎn)物中熱敏性、易氧化活性成分，且便于工業(yè)化生產(chǎn)的新技術(shù)和新裝備，己成為近年來天然產(chǎn)物提取領(lǐng)域的研究熱點。

亞臨界流體是指高于沸點，低于臨界溫度和臨界壓力，以流體形式存在的物質(zhì)。亞臨界流體萃取是以亞臨界狀態(tài)的流體或亞臨界流體的混合溶液為溶媒，與溶質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)相繼經(jīng)過浸提、蒸發(fā)脫溶、壓縮、冷凝回收等過程，從天然產(chǎn)物中提取目標(biāo)組分的一種新技術(shù)。例如，當(dāng)丙烷、丁烷、高純度異丁烷（R600a）、二甲醚（DME）、四氟乙烷（R134a）和六氟化硫（SF6）等以亞臨界流體狀態(tài)存在時，分子的擴散性能增強，傳質(zhì)速度加快，對天然產(chǎn)物中弱極性以及非極性物質(zhì)的滲透性和溶解能力顯著提高。因而，上述亞臨界流體特別適于天然產(chǎn)物中揮發(fā)油、油脂或脂溶性成分的萃取。亞臨界環(huán)境下萃取，不破壞熱敏性成分、目的物完全，被視為綠色環(huán)保、前景廣闊的一項變革性技術(shù)。

2、亞臨界低溫萃取專利技術(shù)原理及優(yōu)點：

亞臨界流體主要為液化丁烷和丙烷。該溶劑中組分的沸點大多在0℃以下，其中丙烷沸點-42.07℃，丁烷的沸點為-0.5℃，在常溫常壓下為氣體，加壓后為液態(tài)。該工藝的基本原理是：在常溫和一定壓力下（0.3MPa—0.7MPa）,用亞臨界流體逆流萃取油料料胚，然后使混合油和粕中的溶劑減壓氣化，氣化后的溶劑氣體再經(jīng)過壓縮機壓縮冷凝液化后循環(huán)使用。

該專利技術(shù)的優(yōu)點：

A、萃取后所得粕質(zhì)量好，粕中水溶性蛋白不變性率大于95%，粕中殘油小于1%，殘溶小于50ppm；

B、溶耗低，噸料耗溶小于6kg；

C、不需蒸汽，僅90℃的熱水即可，相對六號溶劑，可節(jié)約熱能源70%；
D、生產(chǎn)中無“三廢污染”，屬環(huán)保工程；
E、常溫萃取，低溫（小于30℃）脫溶，對粕和油中的熱敏性物質(zhì)不破壞；F、投資小、生產(chǎn)成本低，工作壓力小于0.7Mpa（相對二氧化碳超臨界萃取設(shè)備）；
G、亞臨界流體來源廣，價格低。該溶劑各油氣田、煉油廠均有此產(chǎn)品；

H、工作壓力低（小于0.7MPa）,規(guī)模大(日處理物料可達(dá)200噸)。

I、該技術(shù)及設(shè)備為通用裝置，利用該設(shè)備可以加工多種物料：如小麥胚芽油、辣椒紅色素、中藥材、香料、紅花籽油、青刺果油、昆蟲油等。

因此亞臨界流體萃取技術(shù)，是一種高效、低耗、環(huán)保、安全、具有廣闊應(yīng)用前景的天然產(chǎn)物有效成分提取的新技術(shù)。

3、亞臨界低溫提取技術(shù)在天然產(chǎn)物萃取上的用用：

目前該專利技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展已在全國建成四十多家工廠，成功應(yīng)用在下列天然產(chǎn)物萃取方面：

一、天然色素

二、特種植物（含中藥材）油

三、特種蛋白粉

四、鮮花提取物、天然香料

五、昆蟲、動物油

六、木產(chǎn)品加工

七、水產(chǎn)品加工

八、原羊毛脫脂

九、煙草

4、展望：

亞臨界低溫萃取專利技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，成功的解決了天然產(chǎn)物萃取過程的熱敏性問題，實現(xiàn)了天然產(chǎn)物的規(guī)?；a(chǎn)，為人類開發(fā)利用天然產(chǎn)物提供了便利。隨著人們對亞臨界萃取技術(shù)了解的深入，相信在不久的將來，必將取代超臨界技術(shù)，造福人類。