谷物中功能性成分的提取分离方法.ppt

第三节其他提取分离技术超临界流体萃取技术(supercriticalfluidextraction,SCFE)第21页,共33页，2024年2月25日，星期天超临界流体萃取技术利用超临界流体(supercriticalfluid,SCF)，即其温度和压力略超过或靠近临界温度(Tc)和临界压力(pc)，介于气体和液体之间的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性的成分，以达到分离和提纯的目的。第22页,共33页，2024年2月25日，星期天纯物质的压温图第23页,共33页，2024年2月25日，星期天超临界流体萃取与液体溶剂萃取的比较?超临界流体萃取法液体溶剂萃取法1可选择萃取挥发性小的物质，生成超临界相在要分离的原料中加入溶剂形成二相2萃取能力由T、p控制。夹带剂研究不多萃取能力由温度及混合溶剂浓度控制，压力无影响3在常温、高压(5~30MPa)下操作，可处理对热不稳定的物质在常温、常压下进行4溶质、溶剂易于分离，改变压力温度即可溶质与溶剂分离常用蒸馏法，存在对热稳定性问题5粘度小，扩散系数大，易达到相平衡扩散系数小，有时粘度相当高6超临界相溶质浓度小萃取相为液体，溶质浓度一般较高第24页,共33页，2024年2月25日，星期天夹带剂单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其缺点是：(1)某些物质在纯超临界气体中溶解度很低，如超临界CO2只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；(2)选择性不高，导致分离效果不好；(3)溶质的溶解度对温度、压力的变化不够敏感，使溶质从超临界气体中分离出来时耗费的能量增加。针对上述问题，在纯气体溶剂中加人与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，这类物质称为夹带剂(entrainer)。例如由CO2和乙醇（夹带剂）组成的混合溶剂萃取脂肪酸，可以增加溶解度。第25页,共33页，2024年2月25日，星期天膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，膜两侧组份选择性地透过膜，从而达到分离、提纯的目的。膜分离技术的出现是分离技术的一个飞跃，丰富了分离手段，大大提高了过滤效率及过滤效果。通过引入膜分离技术可以替代离心、沉降、蒸发、吸附等传统的分离手段，提高生产效率、降低运行成本、简化操作。膜分离技术第26页,共33页，2024年2月25日，星期天动植物体内可能存在的主要成分及其大小组分分子量尺寸大小(?m)组分分子量尺寸大小?m酵母和真菌?1~10酶104~1062×10-3~10-2细菌?3×10-1~10抗体300~1036×10-4~1.2×10-3胶体?10-1~1单糖200~4008×10-4~1×10-3病毒?3×10-2~3×10-1有机酸100~5004×10-4~8×10-4蛋白质104~1062×10-3~10-2无机离子10~1002×10-4~4×10-4多糖104~1062×10-3~10-2???第27页,共33页，2024年2月25日，星期天目前，以压力作为推动力的膜分离过程共有四种，以过滤孔径由小到大的顺序排列依次是：反渗透、纳滤、超滤、微滤。第28页,共33页，2024年2月25日，星期天第29页,共33页，2024年2月25日，星期天微滤（MF）微滤可有效去除物料中的悬浮固体、细菌、胶体及固体蛋白。一般有0.1um至2um孔径的微滤膜。如果采用无机的膜材料，如不锈钢管式的微滤膜，还具有以下特点：

化学稳定性好，适用于pH2-14的过滤环境。

机械强度高，可承受10个大气压的内、外压，并可反向冲洗。

抗微生物能力强，不与微生物发生作用，可以在生物工程及医药科学领域中应用。

耐高温，可使用蒸汽直接消毒、灭菌。

孔径分布窄，分离效率高，产品质量好，收率高，生产消耗低。

膜使用寿命长（7-8年），运行、清洗方便。

通量恢复彻底（耐高温、强碱性能）。第30页,共33页，2024年2月25日，星期天超滤(UF)超滤是根据物料组份分子量的大小对溶液进行选择性的分离，从而实现溶液纯化、分离或浓缩等目的。分子量的范围由几千至几百万不等。主要应用于酶、蛋白质、多肽、细胞、病毒及多聚糖的纯化和浓缩，以及抗生素发酵液的澄清、脱色等领域。管式、中空纤维、卷式第31页,共33页，2024年2月25