【生物工程下游技术】第六章--超临界流体萃取.ppt

第六章 超临界流体萃取 一. 序 言 超临界流体萃取：是将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术，它兼有传统的蒸馏和液液萃取的特征，是适用面很广的一门新型分离技术。 超临界流体：是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。通常有二氧化碳（CO2 ）、氮气 （N2 ）、氧化二氮 （N2 O）、乙烯 （C2 H4）、三氟甲烷 （CHF3 ）等。 二、 超临界流体的萃取原理 真空“溶解”物质的能力极低。加入超临界气体萃取溶剂（接近于液体密度），溶质的溶解度与真空中的溶解度相比，大幅度增加（一亿多倍）。 物质之间的溶解能力主要取决于物质分子之间的相似性，一是分子结构相似，二是分子间的作用力相似。而分子结构之间的相似相溶在很大程度上也可以归结到作用能相似上。真空或萃取剂分子密度极低时，溶剂对溶质的作用能极小，溶质的溶解度也就极小了。 三、 超临界CO2的溶剂特征 １、超临界CO2 的相图： 在临界点附近，密度线聚集于临界点周围，压力或温度小范围的变化，就会引起CO2 密度的大幅度变化。由于CO2溶解、萃取物质的能力与CO2 本身的密度成正比，这就意味着只要通过改变压力或温度来改变溶剂CO2 的密度，就可以改变其对物质的溶解能力。 特性： 通过压力或温度的改变可有效地萃取和分离溶质。 ２、萃取溶剂CO2 的性质 无毒，无腐蚀性，不可燃烧，纯度高且价格低。有优良的传质性能，扩散系数大；粘度低，与其他超临界流体溶剂相比， CO2 具有相对较低的临界压力和临界温度，适于处理热敏性生物制品和天然物产品。 P114:图6-4；图6-5 四、SC—C02萃取以及拖带剂的作用 １、 SC—C02萃取： 天然产品中通常含有许多不同的化学成分；对同一天然产品用不同方法或不同萃取剂提取得到的制品，其组分是不同的。逐步增加溶剂C02 的溶解能力，可以获得各种质量不同的萃取产物。 ２、拖带剂的作用： 添加拖带剂即辅助溶剂，可增加物质的溶解度和萃取选择性。如在C02 中添加约14％的丙酮后，甘油酯的溶解度增加22倍。纯C02几乎不能从咖啡豆中萃取咖啡因，但在加湿(水)的SC—C02 中，因为生成了具有极性的H2CO3，在一定的条件下，能选择性地溶解萃取极性的咖啡因。 五、SC—C02萃取流程 SC—C02萃取流程： 萃取流程基本上是由萃取工段和分离工段(溶质和C02的分离)组合而成。 六、工业化超临界CO2萃取设备 1.国产设备的生产情况 海安县石油科技仪器有限公司（南通市华安超临界萃取有限公司），系中国石油天然气集团（股分）公司、中国石油化工集团 （股份）公司、中国海洋石油总公司定点生产企业，公司具有近四十年研发和生产石油仪器设备的丰富经验。 本公司自1989年起，在清华大学、中科院、大专院校等专家学者的关心指导下，主攻超临界CO2萃取设备国产化研制生产，十多年来，已形成中、小试验（生产）装置系列化生产能力，产品遍布全国各地，并出口美国、韩国等国家。部分药厂通过该装置生产的新药已报批国家级新药并出口。该装置通过省级鉴定，处于国内领先，主要技术指标和关键设备达到世界同类装置先进水平。该项目已列入国家火炬计划和国家级新产品，企业被评定为江苏省高新技术企业，南通市首批诚信纳税企业。公司技术力量雄厚，设备精良，工艺先进，检测手段齐全。公司实验室备有样机，供用户和科研单位来公司共同开发研究。 该装置采用CO2作添加剂，主要应用：医药、食品、香精、香料等有效成份的提取，精细分离。装置由萃取釜、分离釜、精馏柱、CO2泵等组成。  美晨集团前身始建于1896年，是中国最早的牙膏专业生产厂家之一，自1993年由广州牙膏厂转为股份制企业——广州美晨股份有限公司以来，几经改革创新，股本构成发生了深刻的变化，现已成为“职工控股96%、国家持股4%”的股份制企业。美晨集团也由单一产业的日化企业发展成为生产经营口腔护理品、食品添加剂、化妆护肤品、现代中药、保健品、高新分离技术设备，同时经营房产物业以及进出口业务的多元化、综合性高新科技企业，是经国家工商总局正式审批成立的跨区域、跨行业，集科、工、贸、投资于一体的大型企业集团。  用超临界多元流体萃取取代超临界二氧化碳萃取的技术，一直坚持研究开发至今，公开发表过有关超临界多元流体的文章十余篇，申报发明专利四项，法人代表王振锟担任过火炬计划产业化开发的项目负责人。超临界流体技术领域将迎来廿一世纪的绿色产业革命，其涉及的产业较广，诸如医药、食品、能源、