亚临界萃取技术的发展及现状
亚临界萃取技术的发展及现状 亚临界萃取技术的发展及现状 The Development and Present Situation of Sub-critical Resolvent Organisms Extraction Technology 祁蛆秦广雍 河南省亚临界萃取工程技术中心 摘要:木文对用于亚临界萃取的溶剂、生产工艺和设备进行综述,并详细介绍了亚临界 生物萃取技术的应用范围。 Abstract: This article is a summary of using extraction resolvent in sub- critical in the production process and equipment, and introduces the applicat ion scope of the sub-critical organisms extraction technology in detai I 关键词:亚临界萃取、丁烷、二甲醍、液氨 Key words: Subcritical extraction^ butane、 dimethyl ether、 liquid ammonia 1概述 以亚临界状态的溶剂萃取生物原料中的脂类物质,是近20年才发展起来的一项新的工 [1]艺方法,经过20年的不断完善,目前已应用到植物油、色素、精汕、药材等几十种 植物原料的水溶性和脂溶性成份提取生产中,每年的总加工量二十余万吨。 最早应用的亚临界溶剂为丁烷和丙烷,1990年发明专利《液化石油气浸出汕脂工艺》 (专利号:90108660.6)代表了这项技术的诞生,随后,二甲醍、四氟乙烷(R134a)、 液氨、六氟化硫、二氯二氟甲烷(氟利昂R12)、一巍二氟甲烷(氟利昂R22)等溶剂被 先后应用或试验,由于这些溶剂的极性有一定的差别,在应用中各具特色。 亚临界萃取溶剂的定义:物质的亚临界状态是相对与临界状态和超临界状态的一种形 态。溶剂物质的温度高于其沸点时,以气态存在,对其施以一定的压力压缩使其液化,在 此状态下利用其相似相溶的物理性质,用做物质萃取的溶剂为亚临界萃取溶剂,其萃取工 艺称为亚临界萃取工艺。适合于亚临界萃取的溶剂沸点都低于我们周围的环境温度,一•般 沸点在0°C以下,20笆时的液化压力在0. 8MPa以下(表压)。 亚临界萃取的工艺原理:在常温和一•定压力下,以液化的亚临界溶剂对物料进行逆流萃 取,萃取液(液相)在常温下减压蒸发,使溶剂气化与萃取出的tl标成份分离,得到液相 的产品;被萃取过的物料(固相)在常温下减压蒸发出其中吸附的溶剂,得到另一产品。 气化的溶剂被再压缩液化后循环使用O整个萃取过程可以在室温或更低的温度下进行,所 以不会对物料中的热敏性成份造成损害,这是亚临界萃取工艺的最大优点。溶剂从物料中 气化时,需要吸收热量(气化潜热),所以,蒸发脱溶时要向物料中补充热量C溶剂气体 被压缩液化时,会放出热量(液化潜热),工艺中大部分热量可以通过气化与液化溶剂的 热交换达到节能的U的,理论计算证明,经过充分热交换,萃取液的溶剂蒸发所需的能量 (压缩机能量)只有以蒸汽为能源蒸发常规溶剂的l/llo 例如:正丁烷是液化石油气的主要成份,其沸点为-0.5°C,在25°C时的绝对压力为 0.27MPa,50°C时的绝对压力为0. 53MPa,在此压力和温度条件下正丁烷被液化为液体,以 它做为溶剂在压力容器中即可对各种脂溶性成份进行萃取。截止目前,我们以丙烷、丁烷 为混合溶剂设计的亚临界萃取设备已在全国建立了六十余套生产线,单条生产线的日加工 能力为5〜100吨,加工小麦胚芽、核桃、葡萄籽、万寿菊、大豆、可可饼、灵芝胞子、 玫瑰花等数十种原料。位于河南省安阳市高新区的60吨/日生产车间已生产运行15年, 累计生产十余万吨,加工的原料品种有数十种。 亚临界萃取工艺的优点: 1、产品中溶剂残留少。目前国内外大规模生产食用油所用的己烷萃取溶剂在油和粕中 残留的分别为50ppm和700ppm,而丁烷在油和粕中残留分别为Ippm和lOOppm; 2、不会对物料中的热敏性成份造成损害,尤其适用于植物色素提取、药材成份提取、 羊毛脱脂等; 3、节能,萃取液蒸发耗能少,脱溶过程不必对物料加热; 4、相对于超临界提取技术,2实现大规模生产,投资少,生产成木低,日加工30吨 的成套设备仅200余万元。2适合亚临界萃取的溶剂 在常温下为气体,在中低压下可以液化的物质是适合用作萃取溶剂的。在中低压区间, 生产设备投资少,生产成本低,溶剂运输方便。在低压以下较为合适的溶剂及 [2] 其物理性质见下表: 丙烷 「烷 .甲帷 四瓶乙烷 分子式 CBw CHOCK CHJCL 分子量 11 58 102 沸点C -12 -0.5 -21. 9 -26.2 20C时蒸气压MPa 0. 83 0. 23 0. 533 0.6 临界温度 95.7 152.8 129 101.1 临界压力MP4) 石油化工厂。其中,油田伴生气中分出的C3C4含硫量很低,丙烷、丁烷纯度很高,最适 宜用作萃取溶剂。 经作者努力,中国卫生部2008年第13号公告已将丙烷、丁烷列入食品加工助剂名单。 2.2二甲醒 二甲酰能与许多极性或非极性溶剂互溶,单独使用即可萃取极性成份也可萃取非极性成 份。二甲醍是由甲醇脱水制成,价格低、来源广,由于其物理特性接近液化石油气,而且 毒性极低,bl前国际上做为生物可再生能源而大为推崇,大量生产以代替液化石油气,同 时也广泛用于日常用品如发胶、灭害灵等气雾制品喷射剂等。国内近年来生产能力发展很 快,产品纯度一般能达到99. 9%,是理想的多用途的亚临界萃取溶剂。 经过作者的努力,日前中国卫生部2受理了