亚临界流体是指某些化合物在温度高于其沸点但低于临界温度,且压力低于其临界压力的条件下,以流体形式存在的该物质。当温度不超过某一数值,对气体进行加压,可以使气体液化,而在该温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化,这个温度叫该气体的临界温度。超声波萃取仪由超声波发生系统、加热系统、制冷系统、控温系统、搅拌系统组成。
亚临界流体萃取技术是利用上述亚临界流体的性质,物料在萃取罐内注入亚临界流体浸泡,在料溶比、萃取温度、萃取时间、萃取压力,萃取剂及夹带剂及搅拌、超声波的辅助下进行的萃取过程。萃取混合液经过固液分离后进入蒸发系统,压缩机和真空泵的作用下,根据减压蒸发的原理将萃取剂由液态转为气态从而得到目标提取物。溶媒耗量少,出液系数小,浸出液浓度高,节省溶剂,节省后道工序的生产成本。
亚临界流体萃取技术发展
亚临界流体萃取是以亚临界状态的流体或亚临界流体的混合溶液为溶媒,与溶质在系统内相继经过浸提、蒸发脱溶、压缩、冷凝回收等过程,从产物中提取目标组分的一种新技术。当LPG、丙烷、丁烷、R600a、DME、R134a和六氟化硫等以亚临界流体状态存在时,分子的扩散性能增强,传质速度加快,对产物中弱极性以及非极性物质的渗透性和溶解能力显著提高。亚临界流体萃取实验室设备有单罐萃取和超声波辅助,随着实验室设备的功能多样化,应用领域的不断拓展,实验室与产业化表现的一致性和PLC控制等优势,亚临界流体萃取实验室设备正进入高校、科研机构和一些企业工程技术研究中心。
1939年,Henry Rosenthal将压缩后液化的低级气态烷烃用于油料浸出,加压状态下,溶剂以液态形式浸出油脂,混合油和湿粕中含的溶剂在减压的状态下自然挥发。整个加工过程在低温状态下进行,油料中组分不氧化,粕中蛋白不变性,且生产成本低。提取设备对提取物的质量、得率和生产效率都有较大的影响。亚临界(丁烷等)低温萃取低温亚临界萃取溶剂主要有液化丙烷、丁烷、、四氟、液氨,由于萃取温度在溶剂的沸点温度以上及临界温度以下这个温度区间,而且,5种亚临界溶剂沸点均在0℃以下,所以我们定义为低温亚临界萃取。
在植物精油提取生产中的应用。植物精油的成份多为脂溶性化合物,以丁烷、丙烷对鲜湿的花朵、茎叶进行亚临界萃取,可得到浸膏产品,目前已进行工业化批量生产的有玫瑰、十香菜等,茶叶、姜、茴香、大蒜等的精油提取都已进行了很多研究试验,具备了工业化生产的条件。提高萃取效率的方法以溶料比、搅拌、萃取温度、萃取时间、萃取压力、萃取次数、萃取剂及夹带剂的选型、超声波的辅助萃取等因素有关。
湿物料脂溶性成份的直接萃取。由于水分影响物料中脂溶性成份的萃取,在萃取般要进行烘干或晒干,例如辣椒红色素提取前必须将辣椒晒干、去籽去梗、磨粉造粒,这个预处理的过程耗费大量人力及能量,并造成红色素的损失,采取亚临界湿法萃取工艺,将改变目前的工艺。萃取颗粒大小:粒度大小可影响提取回收率,减小样品粒度,可增加固体与溶剂的接触面积,从而使萃取速度提高。
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