超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用
超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用
物理化学课程论文题目:超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用专业:学号:姓名:指导教师:前言:超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction)是近30年发展起来的一种新型分离技术,由于其具有操作方便、能耗低、无污染、分散能力高、制品纯度高、无溶剂残留等优点,被称为“绿色分离技术”。
可以作为超临界萃取的介质很多,如二氧化碳、一氧化氮、六氟化硫、已烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等,其中二氧化碳的超临界温度(Tc = 31.3℃)接近室温,且无色无毒、不燃烧爆炸、对大多数的物质不反应、不昂贵、易制成高纯度的气体,故而常做首选的超临界介质。
近年来超临界二氧化碳萃取技术、在食品、医药、化工等领域发展很快,已经初步形成了一个新兴的产业。
最早将超临界CO2萃取技术应用于大规模生产的是美国通用食品公司,之后法、英、德等国也很快将该技术应用于大规模生产中。
90年代初,中国开始了超临界萃取技术的产业化工作,发展速度很快。
实现了超临界流体萃取技术从理论研究、中小水平向大规模产业化的转变,使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨,在某些方面达到了国际领先水平。
目前,超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣油中回收油品、从咖啡中提取咖啡因、从啤酒花中提取有效成分等工业中。
超临界流体萃取技术概述1 、超临界流体(SCF)的定义和性质超临界流体萃取技术,是指用超临界流体为溶剂,从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。
任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态,三相成平衡状态共存的点叫三相点。
液、气两相成平衡状态的点叫临界点。
不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力,Tc 临界温度)之上的流体。
此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态,气液两相性质非常相近,以至无法分别,具有十分独特的物理化学性质。
SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体,扩散系数介于气体和液体之间,是液体的10~100 倍,兼有气体和液体的优点,既像气体一样容易扩散,又像液体一样有很强的溶解能力。
超临界流体萃取技术及其在食品行业的应用
超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用学生姓名:王凯学号:指导教师:杨宏志专业:食品科学与工程中国·大庆2013年12月超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用摘要:临界流体的特性,超临界流体萃取的基本原理、萃取上艺,尤其是超临界流体CO2 萃取技术在食品上业中的应用进行了综述。
关键词:超临界流体萃取;食品上业;应用超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFE)是一种新的分离技术。
Hannay 在1897 年就发现了超临界流体(Supercritical fluid,SCF)的独特溶解现象。
20 世纪50 年代,美国Todd 从理论上提出将超临界流体用于萃取分离的可能性,但直到 20 世纪 70 年代才引起人们的普遍重视。
1978 年联邦德国建成了第一个利用超临界流体萃取技术从咖啡豆脱除咖啡因的工厂。
近年来,超临界流体萃取技术在美国、德国、日本等发达国家发展极为迅速,其应用领域有食品、医药、化妆品、化工等领域,特别是在食品工业中的应用发展尤为迅速,由于其选择性强,特别适用于热敏性、易氧化物质的提取和分离,因此,为天然食品原料的开发和应用开辟了广阔的前景。
1 超临界流体(SCF)的定义和性质任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态,三相成平衡状态共存的点叫三相点。
液、气两相成平衡状态的点叫临界点。
不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力,Tc 临界温度)之上的流体。
此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态,气液两相性质非常相近,以至无法分别,具有十分独特的物理化学性质。
SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体,扩散系数介于气体和液体之间,是液体的10~100 倍,兼有气体和液体的优点,既像气体一样容易扩散,又像液体一样有很强的溶解能力。
因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。
超临界萃取技术
1.超临界流体萃取的简介超临界流体萃取(Supercritical fluidextraction,简称SFE)是用超临界条件下的流体作为萃取剂,由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法。
超临界流体(Supercritical fluid,简称SCF)是指操作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的流体。
在此状态下的流体,具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力,同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。
因此SCF具有良好的溶剂特性,很多固体或液体物质都能被其溶解。
常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等.其中以二氧化碳最为常用。
由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点.而且所用溶剂多为无毒气体.避免了常用有机溶剂的污染问题。
早在100多年前,人们就观察到临界流体的特殊溶解性能,但在相当长时间内局限于实验室研究及石油化工方面的小型应用。
直到20世纪70年代以后才真正进入发展高潮。
1978年召开了首届专题讨论会,1979年首台工业装置投入运行,标志着超临界萃取技术开始进入工业应用。
超临界萃取之所以受到青睐,是由于它与传统额液-液萃取或浸取相比,有以下优点:①萃取率高;②产品质量高;③萃取剂易于回收;④选择性好。
1.超临界萃取的基本原理1.1.超临界流体特性所谓超临界流体(SCF),是指一类压强高于临界压强Pc,温度高于临界温度Tc,的流体,这种流体既不是液体,也不是气体,是一类特殊的流体。
超临界流体的物性较为特殊。
表1将超临界流体的这些物性与气体、液体的表1超临界流体的物性及与普通流体物性的比较相应值作了比较。
从表中可以看出:①超临界流体的密度接近于液体密度,而比气体密度高得多。
另一方面.超临界流体是可压缩的,但其压缩性比气体小得多;②超临界流体的扩散系数与气体的扩散系数相比要小得多,但比液体的扩散系数又高得多;③超临界流体的粘度接近于气体的粘度,而比液体粘度低得多。
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用一、本文概述《超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用》这篇文章旨在深入探讨超临界流体萃取(SFE)技术的原理、特点及其在食品工业中的广泛应用。
超临界流体萃取作为一种新兴的分离技术,其独特的萃取效率和环保特性使其在食品加工、提取和纯化等领域具有广阔的应用前景。
本文将首先概述超临界流体萃取技术的基本原理和优势,然后详细介绍其在食品工业中的具体应用案例,包括天然产物的提取、油脂的精炼、食品中农药残留的去除等。
通过本文的阐述,旨在为读者提供一个全面、深入的了解超临界流体萃取技术的平台,并为其在食品工业中的进一步应用提供参考和指导。
二、超临界流体萃取技术原理超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种基于物质在超临界状态下具有特殊溶解能力的分离技术。
其技术原理主要是利用超临界流体(如二氧化碳、乙醇等)的物理化学性质,在特定的温度和压力下,使流体兼具气体和液体的双重特性,从而实现对目标物质的高效、选择性萃取。
在超临界状态下,流体的密度、扩散系数和溶解度等参数均会发生显著变化,这些变化使得超临界流体具有优异的渗透能力和溶解能力。
通过调整温度和压力,可以控制超临界流体的溶解度和选择性,从而实现对目标物质的高效萃取。
在食品工业中,超临界流体萃取技术主要用于提取食品中的天然成分,如色素、香气成分、油脂等。
与传统的提取方法相比,超临界流体萃取具有操作温度低、提取时间短、提取效率高、溶剂用量少、提取物纯度高等优点。
由于超临界流体萃取过程中无需使用有机溶剂,因此可以避免溶剂残留对食品质量和安全性的影响。
超临界流体萃取技术的核心设备是超临界萃取装置,其主要包括高压釜、压缩机、分离器、热交换器等部分。
在萃取过程中,首先将超临界流体通过压缩机增压至所需压力,然后通过热交换器加热至所需温度,形成超临界流体。
接着,将超临界流体与待提取的物料接触,利用超临界流体的溶解能力将目标物质萃取出来。
超临界流体萃取技术在食品中的应用
三 超临界流体萃取技术应用
植物油脂提取
天然色素 素提取
咖啡中咖啡 啡因脱除
动物生理活性 成分提取
天然香料 料提取
葡萄籽油超临界流体萃取工艺
研究了温度、 压力、 时间、 CO2体积流量对超临 界流体萃取葡萄籽油得率的影响 ,并进行了最佳工 艺优化。 结果表明 ,影响 CO2 流体萃取葡萄籽油效率因素的 主次作用为萃取时间>萃取压力>萃取温度>CO2体积 流量 ,最佳工艺条件为萃取时间 4 h、 萃取温度 45 ℃、CO2体积流量8L/ h、萃取压力 30 MPa。葡 萄籽油出油率为 14. 8 %。
在超临界状态下,CO2对不同溶质的溶解能力差别很大, 这与溶质的极性,沸点和分子量密切相关,一般来说有以 下规律:
1、亲脂性 低沸点成分可在104KPa(约1大气压)以下萃 取,如挥发油,烃,酯,醚,环氧化合物,以及天然植物 和果实中的香气成分,如桉树脑,麝香草酚,酒花中的低 沸点酯类等;
2、化合物的极性基团( 如-OH,-COOH等)愈多,则愈 难萃取.强极性物质如糖,氨基酸的萃取压力则要在4×104 KPa以上.另外化合物的分子量愈大,愈难萃取;
四 超临界流体萃取技术展望
与传统的萃取技术相比, 不但可以增加产物提取率、萃取物 的纯度, 而且还能萃取传统方法不能萃取的物质。对于一些 较昂贵, 萃取率低又难以萃取的物质都有较好作用。 • 目前国际上超临界流体萃取技术的研究,德国,日本和美国 已处于领先地位,虽然超临界CO2 萃取技术在我国食品工业 的研究开发起步较晚, 但随着高新技术的发展和人们研究的 不断深入, 超临界CO2 萃取技术必将推动功能食品的研究开 发向更高层次发展。 • 为得到纯度较高的高附加值产品,对超临界流体逆流萃取和 分馏萃取的研究越来越多.
超临界流体萃取技术及其在食品中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品中的应用作者:张恺容解铁民来源:《农业科技与装备》2020年第06期摘要:综述超临界流体萃取技术的基本原理、萃取流程、溶剂、装置和技术特点,介绍其在啤酒、烟草、色素、植物籽油,咖啡等食品生产中的应用现状和相关试验研究成果,为超临界流体萃取技术的进一步发展提供理论参考。
关键词:超临界流体;萃取;食品;应用;原理中图分类号:TS205 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2020)06-0048-03近年来,随着人们食品安全意识的不断提高,用于食品加工的绿色分离萃取技术备受青睐,这使得一种新型绿色的食品分离技术——超临界流体萃取成为国内外的研究热点。
超临界流体在超临界状态下具有双重特性(高密度和低黏度),可以有目的地从一些天然物质中提取所需组分,多用于筛选或去除食品中的某些成分。
与传统的提取工艺相比,它具有高效、环保、节能、易控等特点。
为此,介绍超临界流体萃取技术的基本原理、萃取流程和技术特点,以及在食品工业中的应用,为其进一步应用和发展提供理论参考。
1 超临界流体萃取技术超临界流体在超临界温度和临界压力下,与待萃取溶质有异常相平衡行为及传递性能,随着压力和温度的变化,它对溶质的溶解能力也会发生很大改变。
超临界流体萃取技术利用这一特点达到萃取目的。
用超临界流体作溶剂,能够使需要提取的组分从多种液态混合物或固态混合物中萃取出来。
1.1 基本原理超临界流体是指当某种物质超出其本身的临界温度和临界压力时,气液两相混合成均一的流体状态,且同时具有气体的高渗透性和液体的高溶解性。
在较高压力下,溶质被溶解在流体中;当压力渐渐减少或温度增高时,流体的溶解能力变弱、密度减小,溶质析出后被萃取分离。
根据流体密度根据温度和压力值变化的特性,使超临界流体与要分离的物质接触后建立流动相后,通过改变压力和温度溶解其中的某些成分,再按溶解能力、沸点、分子量的大小依次将萃取物提取出来,从而达到萃取有效成分或清除有害成分的目的。
超临界流体在食品工业中的应用研究
超临界流体在食品工业中的应用研究超临界流体是指在超过其临界点的温度和压力下,物质失去液态和气态的特性,形成一种介于液态和气态之间的状态。
超临界流体具有密度小、粘度低、扩散系数大、温度和压力可调、对大部分物质都有溶解能力等特点。
这些特性使得超临界流体在食品工业中具有广泛的应用前景。
一、超临界流体在提取食品中的应用超临界流体提取技术是指利用超临界流体的特性对食品中的有效成分进行有效分离和提纯的技术手段。
超临界流体提取可以提高提取效率,加速提取过程,减少有害溶剂的使用,同时也可以保留更多的活性成分。
超临界二氧化碳和超临界乙醇是较为广泛应用的超临界流体,可用于提取茶叶、咖啡、花粉、保健品等多种食品原料中的有效成分。
二、超临界流体在食品加工中的应用超临界流体还可用于食品加工过程中,其中最为常见的是超临界干燥技术。
超临界干燥是将某种食品样品放入高压的超临界干燥器中进行干燥处理的技术手段。
该技术可显著提高食品中活性成分的含量,并且不会破坏食品中的营养成分。
目前,超临界流体在食品行业中的应用还主要是针对复杂化学成分高的糖钢、酶解蛋白及大豆异黄酮等食品原料的提取和分离纯化、水果和蔬菜的干燥处理和清洗、杀菌等领域。
三、超临界流体在储藏和保鲜中的应用超临界流体还可用于食品存储和保鲜过程中。
超临界CO2是常用于食品保鲜领域的气体,其作用是抑制微生物生长和延缓食品的氧化。
超临界流体反渗透分离技术也可以用于储藏和保鲜中。
超临界反渗透分离技术是指利用超临界流体对食品中的水和盐分进行有效分离和处理的技术手段。
该技术可提高食品储藏期限,延长食品的保鲜期,并且对食品中营养成分的破坏极小。
总之,超临界流体在食品工业中的应用从提取、加工、储藏和保鲜多个领域都有广泛的应用前景。
因此,超临界流体技术是农业现代化和食品工业化的重要组成部分,对食品行业的发展有着重要的推动作用。
超临界流体萃取技术在食品中的应用研究
超临界流体萃取技术在食品中的应用研究随着人们对健康和品质生活的追求不断提高,食品产业也在不断追求创新和提升产品品质。
超临界流体萃取技术是一种新型的生物化学分离提纯技术,它在萃取、分离和提纯方面具有很大的优势。
因此,越来越多的人开始探索超临界流体萃取技术在食品中的应用研究。
一、超临界流体概述超临界流体简单来说就是介于气态和液态之间的物质,当压力和温度达到一定的程度时,物质的状态会发生改变,从液态和气态的物质融合到一起,成为超临界流体。
此时的超临界流体具有灵活的物化性质,可以完成分离、提纯等化学作用,而且在作用过程中消耗的能量非常少,这使得超临界流体成为一种非常值得探索的化学工艺。
二、超临界流体萃取技术与应用超临界流体萃取技术已经广泛用于化学、药物、医学、环境等领域中,也已逐渐应用于食品中的提取和分离工艺。
因为超临界流体具有很好的渗透性和可控性,可以很方便的实现食品成分的分离并从中提取目标物质。
1、萃取超临界流体萃取技术在萃取和分离方面已经有了非常明显的优势。
例如生产咖啡时,超临界流体可以快速、方便地从咖啡豆中分离和提取出有机酸、咖啡因和醇等成分。
而且,从咖啡豆中提取出的这些成分不仅口感更好,而且更健康。
2、提纯超临界流体萃取技术还可以用于制作天然色素,这也是食品工业应用较多的一种方法。
超临界流体可将植物中的色素和其他成分分离开来,然后通过温度和压力调节,分离的物质可以得到进一步的提纯。
通过这种方法,提取出的色素能够用于食品中的着色和调味。
三、超临界流体萃取技术在食品中的使用现在,越来越多的食品加工业开始利用超临界流体加工技术。
其中,最常见的应用是在食品保护、提味、调色、提高营养成分、改善口感等方面。
例如,超临界流体萃取技术可以用于获得香菇的多糖成分,可以用于获得柿子椒的色素成分,也可以用于获得橘子香精成分。
总之,超临界流体萃取技术在食品加工方面具有非常广泛的应用前景。
随着人们对食品品质和健康的追求,超临界流体萃取技术将会越来越受到关注和应用。
超临界流体萃取技术在食品中的应用
超临界流体萃取技术在食品中的应用随着人们对食品安全和品质的需求不断提高,开展研究和应用新的食品加工技术变得越来越重要。
超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)作为一种新型的分离技术,具有很高的效率和选择性,被广泛应用于食品领域。
超临界流体是指在临界点以及临界点以上的温度和压力下,流体无法通过常规方法压缩成液体或气体。
以二氧化碳为例,当温度高于31.1摄氏度且压力大于73.8大气压时,二氧化碳变为超临界流体。
超临界二氧化碳具有较低的粘度和较高的扩散系数,从而提供了较大的质量传输速率和较高的溶剂能力,适用于食品中活性成分的快速萃取。
超临界流体萃取技术的应用范围很广,可以用于提取植物中的天然色素、香料、抗氧化剂等活性成分,也可以用于提取海产品中的脂肪酸、虾青素等有益物质。
此外,超临界流体萃取还可以去除食品中的杂质和残留溶剂。
这种技术无需使用有机溶剂,避免了传统溶剂残留的问题,有利于保证食品的安全性。
在食品领域中,超临界流体萃取技术已经成功应用于咖啡、茶叶、香料、植物精油等产品的生产过程中。
以咖啡为例,传统的浸泡和煮沸方法无法在咖啡中有效提取出咖啡因等有机酸类物质。
而超临界流体萃取技术利用二氧化碳作为溶剂,可以在较短的时间内,高效地从咖啡中提取出咖啡因等成分,同时保持了咖啡的风味和品质。
此外,超临界流体萃取技术还可以应用于食品中的浸出、净化和分离等过程中。
例如,在橙子的萃取过程中,采用超临界二氧化碳作为溶剂,不仅可以高效地提取出橙子中的香料,还可以去除其中的污染物质和杂质。
在鱼油的制备中,超临界流体萃取技术可以实现鱼油的高效提取,并去除其中的脂肪酸和重金属等有害物质,从而提高鱼油的品质和纯度。
除了提取和净化,超临界流体萃取技术还可以用于催化反应、纳米材料制备和杂质检测等方面。
通过在超临界流体中加入催化剂,可以加快化学反应的速率,并提高反应的选择性。
因此,超临界流体对于合成新型食品添加剂、开发新工艺以及改善传统加工方法具有很大的潜力。
超临界流体萃取技术在食品中的应用研究
超临界流体萃取技术在食品中的应用研究更好的食品品质和安全是当代人们对食品行业的追求。
为了满足市场需求,食品工业正不断寻找新的技术和方法来改善食品的生产过程。
超临界流体萃取技术(SFE)作为一种新兴的食品加工技术,具有多种优势,并在食品行业中得到了广泛的应用和研究。
超临界流体萃取技术是利用超临界流体作为提取剂,通过调控温度和压力,从植物、动物或微生物中分离和提取特定的目标成分。
相比传统的溶剂提取技术,SFE具有以下几个显著的特点:首先,超临界流体是一种具有较高溶解能力和较低粘度的溶剂。
它可以提高提取效率,减少溶剂用量,并且不会在提取物中留下有害残留物。
这使得超临界流体萃取技术在食品行业中更加安全和可靠。
其次,超临界流体的物理性质可以通过调整压力和温度来进行调控。
提取物的选择性也可以通过改变超临界流体的性质来实现。
这使得超临界流体萃取技术可以满足不同食品中特定成分的提取需求,并且可以避免传统提取方法中可能引入的有害物质。
最重要的是,超临界流体萃取技术可以实现低温高效的提取过程。
相比传统的热处理方法,SFE可以保留食品中的营养成分和天然香味。
这对于食品加工行业来说是一个巨大的优势,因为这意味着更好的食品质量和更高的营养价值。
超临界流体萃取技术在食品行业中的应用非常广泛。
例如,它被用于提取咖啡豆中的咖啡因。
传统的溶剂提取方法可能会给咖啡豆带来残留溶剂的问题,而超临界流体萃取可以高效、安全地提取咖啡因,同时保留咖啡的风味和香气。
此外,超临界流体萃取技术还被应用于提取植物油中的不饱和脂肪酸。
传统的热压法提取会使得油脂氧化,而超临界流体萃取技术可以在较低的温度下提取植物油,同时保持其营养成分和风味。
另外一个有趣的应用是利用超临界流体萃取技术从海洋生物中提取多种活性成分,如海藻中的多糖和螺旋藻中的叶绿素。
这些提取物在保健品和医药领域有着广泛的应用前景。
当然,超临界流体萃取技术还有很多其他的应用,如提取香料、提取色素等。
超临界萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用摘要:超临界流体萃取技术作为一种环境友好、高效新型的分离技术,因其分离效率高、能耗低等诸多优点而受到人们越来越多的关注。
本文对超临界萃取技术的基本原理及特点作了简要介绍,并对超临界流体萃取技术在天然香料、天然色素的提取、油脂的提取分离、食品中有害成分的分离等方面的应用进行了综述。
关键词:超临界萃取;食品工业;应用Supercritical Fluid Extraction Technology and its Application inFood IndustryAbstract: Supercritical fluid extraction (SFE) technology as a clean, efficient separation method, it has attract attention of more and more people because of its feature that the advantages of higher separation efficiency and lower energy consumption. The basic principle, features and impact factors of Supercritical fluid extraction technology were briefly described in this article. And the applications of SFE in natural spices and pigment, oil extraction and separation, separation of the harmful ingredients in food were also introduced.Keywords: Supercritical fluid extraction technology; Food industry; Application超临界萃取技术(SCFE,Supercritical Fluid Extraction),是利用超临界流体的特殊性进行萃取的一种新型高效分离技术,于20世纪70年代开始成功应用于工业中,在食品加工业、精细化工业、医药工业、环境领域等,超临界萃取技术作为一种独特、高效、清洁的新型萃取手段,已显示出良好的应用前景,成为替代传统化学萃取方法的首选。
超临界流体萃取
超临界流体的应用超临界流体萃取( Supercritical fluid extraction,简写SCFE ) 是一种起源于20 世纪40 年代, 20 世纪70 年代投入工业应用的新型的萃取分离、精制技术, 已广泛应用于食品、香料、生物、医药、化工、轻工、冶金、环保、煤炭和石油等深加工领域中,并取得成功。
过去, 分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。
水蒸汽蒸馏法需要将原料加热, 不适用于化学性质不稳定的热敏性成分的提取; 压榨法得率低; 有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留; 而超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离方法的不足,利用在较低临界温度以上的高压气体作为溶剂, 经过分离、萃取、精制有机成分。
1 超临界萃取技术的基本原理超临界流体( Supercritical Fluid, 简写为SCF ) ,是超过临界温度( Tc ) 和临界压力(Pc)的非凝缩性的高密度流体。
既不是气体, 也不是液体, 是一种气液不分的状态, 性质介于气体和液体之间, 具有优异的溶剂的性质, 粘度低, 密度大, 有较好的流动、传质、传热和溶解性能。
流体处于超临界状态时, 其密度接近于液体密度。
易随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化, 而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。
超临界流体萃取正是利用这种性质, 在较高压力下, 将溶质溶解于流体中, 然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度, 使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出, 从而实现特定溶质的萃取。
发达国家如德国、法国、日本、澳大利亚、意大利和巴西等国在这方面做了很多的研究工作,目前研究的体系有甾醇- 维生素E、柑橘油和各种不饱和脂肪酸, 研究的内容有相平衡、理论级计算、理论塔板高度和传质单元高度的确定、工艺操作条件的优选、萃取柱内的浓度分布、能耗估算、萃取柱设计、过程工艺与设备的数学模拟等[ 1~ 8]。
超临界流体萃取原理
超临界流体萃取原理超临界流体萃取是一种在高压和高温条件下进行的分离技术,广泛应用于化工、食品、药品等行业。
它利用超临界流体的特殊性质和相变行为,实现对混合物中组分的选择性提取和分离。
本文将详细介绍超临界流体萃取的原理和应用。
一、超临界流体的特性超临界流体是介于气体和液体之间的状态,在高压和高温条件下具有与传统液体截然不同的特性。
其主要特点包括:1. 高溶解性:超临界流体具有较高的溶解力,能够溶解大量的物质,包括非极性、极性和大分子化合物。
2. 可调性:超临界流体的溶解力可以通过调节压力和温度进行调控,实现对不同组分的选择性提取。
3. 安全性:超临界流体通常是无毒无害的,并且不会在被提取物中留下残留物。
同时,超临界流体可以循环使用,降低了对环境的影响。
4. 温和性:超临界流体在萃取过程中无需添加任何化学试剂,避免了对被提取物的影响,保持了其本身的纯度。
二、超临界流体萃取的原理超临界流体萃取的原理基于超临界流体的溶解力和传质性能。
其主要步骤包括:1. 调节压力和温度:通过调节系统的压力和温度,将溶剂转变为超临界状态。
一般来说,当压力高于临界压力时,溶剂会变成超临界流体。
2. 萃取过程:将混合物和超临界流体接触,并且在一定的压力和温度下进行混合。
超临界流体的溶解力使得混合物中的组分溶解在其中。
3. 分离和回收:将超临界流体与被提取物分离,并且对溶液进行蒸发或减压,使超临界流体恢复为常规气体或液体。
被提取物可以通过蒸发或其他方法进行浓缩和纯化。
三、超临界流体萃取的应用超临界流体萃取在许多领域都有广泛的应用,包括:1. 化工领域:超临界流体萃取可以用于分离和提取化学反应中的产物,例如天然产物提取、色素提取等。
2. 食品加工:超临界流体萃取可以用于咖啡因的脱咖啡因、食品中有毒物质的去除等。
3. 药物制备:超临界流体萃取可用于药物中的成分分离和纯化,提取药材中的有效成分等。
4. 环境保护:超临界流体萃取可以用于处理有机废物、水体净化和回收等。
超临界萃取技术在食品加工中的应用研究
超临界萃取技术在食品加工中的应用研究超临界萃取技术是一种高效、环保、节能的分离技术,近年来在食品加工领域被广泛研究和应用。
该技术通过将溶剂压缩至其临界点以上,使其成为高压、高温、高密度、高扩散性的超临界流体,在此状态下进行食品成分的提取和分离,从而获得高品质、高纯度的萃取物。
一、超临界萃取技术的优势与传统的溶剂萃取技术相比,超临界萃取技术有以下优势:1.高效:超临界流体具有高溶解度和强大的溶剂扩散能力,可以在较短的时间内获得高品质的萃取物。
2.环保:超临界流体不含任何有机溶剂,不会对环境造成污染,与食品成分也无任何毒性或残留。
3.节能:超临界流体的扩散性能很强,加热时间较短,能够充分利用热量,节省能源。
4.高纯度:超临界流体的温度和压力可精确控制,能够提取高纯度的食品成分。
二、超临界萃取技术在食品加工中的应用1.提取天然色素超临界萃取技术在提取食品天然色素方面具有显著优势。
例如,利用超临界二氧化碳可以提取花青素、胡萝卜素、叶绿素等天然色素,且提取效率高、品质稳定。
2.提取香料和酚类物质超临界萃取技术在提取植物香料和食品中的酚类物质方面,也具有很好的应用前景。
例如,利用超临界二氧化碳可提取香蕉、草莓、苹果等水果中的挥发性香料,提取效率高、品质稳定且富含天然的芳香成分。
3.分离和净化超临界萃取技术还可以用于食品成分的分离和净化。
例如,可以使用超临界二氧化碳对蜜蜡酸、黄酮等多种化合物进行分离和提纯,使纯度达到90%以上。
三、超临界萃取技术的挑战和未来发展虽然超临界萃取技术在食品加工领域有着广泛的应用前景,但是其在实际应用中还存在一些挑战。
例如,超临界条件下需要非常高的压力和温度,设备成本较高,加工难度较大,需要考虑在设备建设上做出创新。
此外,在超临界萃取过程中,需要考虑充分控制流体的温度、压力、流量等因素,使提取效率和品质都能达到更高的水平。
未来,随着科学技术的不断发展,相信超临界萃取技术在食品加工中的应用将会更加广泛和深入,让我们更好地享受到食品的丰富和多彩。
超临界流体萃取技术及其应用简介
超临界流体萃取技术及其应用简介一、本文概述《超临界流体萃取技术及其应用简介》一文旨在全面介绍超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)这一先进的分离和提取技术,以及其在各个领域的广泛应用。
本文将概述超临界流体萃取技术的基本原理、特点、优势以及在实际应用中的成功案例,从而揭示这一技术在现代科学和工业中的重要地位。
超临界流体萃取技术利用超临界流体(如二氧化碳)的特殊性质,通过调整压力和温度实现对目标组分的有效提取。
与传统的提取方法相比,超临界流体萃取具有操作简便、提取效率高、溶剂残留低、环境友好等诸多优点,因此受到广泛关注。
本文将从理论基础入手,详细阐述超临界流体萃取技术的原理及其在不同领域的应用。
通过案例分析,我们将展示这一技术在医药、食品、化工、环保等领域取得的显著成果,以及其对现代工业发展的推动作用。
我们将对超临界流体萃取技术的发展前景进行展望,以期为读者提供全面的技术信息和应用参考。
二、超临界流体萃取技术的基本原理超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种先进的提取分离技术,其基本原理是利用超临界状态下的流体作为萃取剂,从目标物质中分离出所需组分。
超临界流体指的是在温度和压力超过其临界值后,流体既非液体也非气体的状态,具有介于液体和气体之间的独特物理性质,如密度、溶解度和扩散系数等。
在超临界状态下,流体对许多物质表现出很强的溶解能力,这主要得益于其特殊的物理性质。
通过调整温度和压力,可以控制超临界流体的溶解能力和选择性,从而实现对目标组分的有效提取。
常用的超临界流体包括二氧化碳(CO₂)、乙烯、氨等,其中二氧化碳因其无毒、无臭、化学性质稳定且易获取等优点,被广泛应用于超临界流体萃取中。
在超临界流体萃取过程中,目标物质与超临界流体接触后,其中的目标组分因溶解度差异而被选择性溶解在超临界流体中。
超临界流体萃取技术在食品领域中的应用
超临界流体萃取技术在食品领域中的应用超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种高效、环保、节能的物理萃取技术,已经广泛应用于化学、生物、制药等领域。
近年来,其在食品领域中的应用也越来越受到关注。
本文将探讨超临界流体萃取技术在食品领域中的应用及其优势。
一、超临界流体萃取技术简介超临界流体是介于气体和液体之间的物质状态,具有非常特殊的物理和化学性质,例如导热性良好、扩散速度快、渗透性强、析出速度快等。
当压力和温度都在其临界点以上时,液体和气体的界限消失,分子变得高度活跃,这种状态下的流体就是超临界流体。
超临界流体的物理特性使其成为一种优良的萃取溶剂。
超临界流体萃取技术是利用超临界流体作为溶剂,将目标化合物从固体、液体或气体混合物中分离出来的过程。
其涉及一系列的步骤,包括样品清洁、研磨、装样、超临界萃取、分离收集等。
与传统方法相比,超临界流体萃取技术具有高效、环保、节能等优点。
二、超临界流体萃取技术在食品领域中的应用超临界流体萃取技术在食品领域中的应用是多方面的,例如:1. 食品中色素、香料等化合物的提取超临界流体萃取技术可以用于提取食品中的色素、香料等化合物。
这些化合物是食品工业中必不可少的成分,但大多数传统提取方法会造成环境污染、化学药品残留、毒性物质残留等问题。
超临界流体萃取技术可以提取出高纯度、低残留、绿色环保的色素、香料等化合物。
2. 食品中花青素的提取花青素是一类常见的天然色素,广泛存在于紫色、蓝色或红色的植物中。
由于其具有良好的食品保护性能和药用价值,因此在食品工业中应用非常广泛。
超临界流体萃取技术可以将花青素从植物中提取出来,并用于食品加工中。
3. 食品中活性成分的提取超临界流体萃取技术可以用于提取食品中的活性成分。
例如,茶叶中的儿茶素、生姜中的姜黄素、白芍中的酚酸类等。
这些活性成分具有许多保健作用,超临界流体萃取技术可以提取出高品质的活性成分,用于药、保健品等领域。
超临界流体技术在食品加工中的应用
超临界流体技术在食品加工中的应用随着时代的发展和科学技术的进步,越来越多的新技术也随之出现。
其中,超临界流体技术是一种不容忽视的创新技术,被广泛应用于食品加工中。
本文就来探讨一下超临界流体技术在食品加工中的应用。
一、超临界流体技术的原理与特点超临界流体是介于气态和液态之间的物质状态,具有一些特殊的性质。
在高压高温条件下,某些物质的密度会迅速增加,同时粘度降低,形成超临界流体。
与普通的流体相比,超临界流体具有以下几个特点:(1)具有较高的扩散性和溶解性,能够有效地溶解和提取物质。
(2)粘度较低,流动性好,传质速度快。
(3)温度和压力对流体性质的影响很大,易于控制。
由于这些特殊性质,超临界流体在食品加工中具有广泛的应用前景。
二、超临界流体技术在食品加工中的应用1. 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为溶剂,将食品中的有用成分提取出来的方法。
利用超临界流体萃取技术,可以有效提高萃取效率,并且可以将溶剂残留降至极低水平,毒性几乎为零。
这种技术已经被广泛应用于植物提取物、香料、色素等众多食品原料的提取中。
2. 超临界流体淀粉化技术传统的淀粉化方法需要使用高温高压条件,且过程中会产生大量污染物。
而使用超临界流体淀粉化技术,则可以将淀粉化过程简化,同时避免环境污染。
超临界流体淀粉化技术已经被广泛应用于饼干、蛋糕等食品中,有效提高了食品的质量。
3. 超临界流体杀菌技术超临界流体杀菌技术是一种利用超临界流体作为介质,协同其他缓松剂等物质来实现食品杀菌的方法。
相比于传统的杀菌方法,这种方法可以更好地保持食品的质量和口感,并且不会产生危险的残留物。
这种方法已经被应用于奶粉、果汁等食品中,取得了良好的效果。
4. 超临界流体制备纳米颗粒技术利用超临界流体制备纳米颗粒技术,可以制备出具备高稳定性和生物利用率的纳米颗粒。
这种技术已经被广泛应用于食品添加剂、药物配方等方面。
三、结语超临界流体技术作为一种新型加工技术,其在食品加工中的应用前景非常广泛。
超临界流体萃取的原理和应用
超临界流体萃取的原理和应用1. 超临界流体的概念和特点超临界流体是指在高于其临界温度和临界压力条件下,流体处于液态和气态之间的状态。
超临界流体具有以下特点:1.密度可调控:通过调节温度和压力,可以改变超临界流体的密度,实现对溶质的选择性溶解。
2.渗透性强:超临界流体具有很小的粘度和表面张力,能够快速渗透到固体内部。
3.溶解能力强:由于密度可调控和渗透性强的特点,超临界流体具有较高的溶解能力。
4.可逆性好:当降低温度或减小压力时,超临界流体会恢复为气态或液态,并可回收利用。
2. 超临界流体萃取原理超临界流体萃取是一种基于超临界流体特性实现物质分离、提取或纯化的技术。
其基本原理如下:1.溶解作用:超临界流体具有较高的溶解能力,可将目标物质溶解在其中。
溶解作用取决于超临界流体与目标物质之间的相互作用力。
2.传质作用:超临界流体具有较小的粘度和表面张力,可以快速渗透到固体内部,并将溶质带出。
传质作用取决于超临界流体与固体之间的渗透性。
3.调控密度:通过调节温度和压力,可以改变超临界流体的密度,实现对溶质的选择性溶解。
调控密度可以提高对目标物质的选择性提取效果。
4.可逆性:当降低温度或减小压力时,超临界流体会恢复为气态或液态,并可回收利用。
可逆性使得超临界流体萃取技术具有循环利用和环境友好的特点。
3. 超临界流体萃取的应用超临界流体萃取技术在化工、食品、医药等领域有广泛应用。
3.1 化工领域在化工领域,超临界流体萃取主要应用于以下方面:1.分离纯化:超临界流体可以用于分离纯化有机物、金属离子和生物大分子等。
通过调节超临界流体的密度,可以实现对目标物质的选择性溶解和分离。
2.催化反应:超临界流体中的高扩散性和低粘度使得催化反应更加高效。
超临界流体萃取技术可以用于催化反应的催化剂的合成和回收。
3.废水处理:超临界流体萃取可以用于废水中有机物、重金属等污染物的去除。
通过溶解和传质作用,超临界流体可以将污染物从废水中提取出来。
第一章 食品超临界流体萃取技术
4.超临界流体(SCF)
超临界流体:指在临界温度和临界压力以上的流体。
高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为 超临界状态。处于超临界状态时,气液两相性质非 常接近,以至于无法分辨,故称之为SCF。 超临界流体通常有二氧化碳(CO2)、氮气(N2 )、氧 化二氮(N2O)、乙烯 (C2H4)、三氟甲烷 (CHF3 )等。 超临界点时的流体密度称为超临界密度 (ρc),其 倒数称为超临界比容(Vc)。 超临界流体具有十分独特的物理化学性质,它的密 度接近于液体,粘度接近于气体,而扩散系数大、 粘度小、介电常数大等特点,使其分离效果较好, 是很好的溶剂。
1. 基本原理
超临界流体具 有选择性溶解物质 的能力,并随着临 界条件(T,P)而 变化。超临界流体 可从混合物中有选 择地溶解其中的某 些组分,然后通过 减压,升温或吸附 将其分离析出。
2.萃取过程简述
① SFE利用SCF作为萃取溶剂,SCF所具有独特的物
理化学性质,使其极易于渗透到样品基体中去,通 过扩散、溶解、分配等作用,使基体中的溶质扩散 并分配到SCF中,从而将其从基体中萃取出来。
降低所需要的操作温度和压力。增加产量,缩短
加工时间。 提高分馏级数。 提高目的物纯度。 常用的共沸剂有丙酮、乙醇、甲醇等。 共沸物的使用有可能会影响产品中的溶剂残留量。 安全性:对食品工业而言还有一个安全无毒的问题。 因此。必须综合考虑溶剂对萃取过程的适用性 (即 毒性、反应性、成本等)。
② 超临界流体的密度和介电常数随着密闭体系压力的
增加而增加,极性增大,利用程序升压可将不同极 性的成分进行分步提取。提取完成后,改变体系温 度或压力,使超临界流体变成普通气体逸散出去, 物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出, 达到提取和分离的目的。
超临界流体萃取技术及其应用
超临界流体萃取技术及其应用
超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为萃取剂的分离技术。
超临界流体是指在临界点以上,温度和压力都高于其临界值的流体。
超临界流体具有介于气体和液体之间的物理性质,具有高扩散性、低粘度、高溶解度和可调节性等优点,因此被广泛应用于化学、食品、医药等领域的物质分离和提取。
超临界流体萃取技术的应用非常广泛,包括:
1.食品工业中的萃取:超临界流体萃取技术可以用于提取植物中的营养成分和香料,如咖啡因、茶多酚、黄酮类化合物、芳香物质等。
2.医药工业中的提取:超临界流体萃取技术可以用于提取药物中的有效成分,如黄酮类化合物、生物碱、萜类化合物等。
3.化工工业中的分离:超临界流体萃取技术可以用于分离化学品中的杂质、回收有用物质,如萃取石油中的芳烃类化合物、回收溶剂中的有机物等。
4.环境保护中的应用:超临界流体萃取技术可以用于处理废水、废气中的有害物质,如萃取废水中的重金属、萃取废气中的有机物等。
总之,超临界流体萃取技术具有广泛的应用前景,可以用于提高物质分离和提取
的效率和纯度,同时减少对环境的污染,具有重要的经济和社会意义。
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物理化学课程论文题目:超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用专业:学号:姓名:指导教师:前言:超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction)是近30年发展起来的一种新型分离技术,由于其具有操作方便、能耗低、无污染、分散能力高、制品纯度高、无溶剂残留等优点,被称为“绿色分离技术”。
可以作为超临界萃取的介质很多,如二氧化碳、一氧化氮、六氟化硫、已烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等,其中二氧化碳的超临界温度(Tc = 31.3℃)接近室温,且无色无毒、不燃烧爆炸、对大多数的物质不反应、不昂贵、易制成高纯度的气体,故而常做首选的超临界介质。
近年来超临界二氧化碳萃取技术、在食品、医药、化工等领域发展很快,已经初步形成了一个新兴的产业。
萃取技术应用于大规模生产的是美国通用食品公司,之后法、英、最早将超临界CO2德等国也很快将该技术应用于大规模生产中。
90年代初,中国开始了超临界萃取技术的产业化工作,发展速度很快。
实现了超临界流体萃取技术从理论研究、中小水平向大规模产业化的转变,使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨,在某些方面达到了国际领先水平。
目前,超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣油中回收油品、从咖啡中提取咖啡因、从啤酒花中提取有效成分等工业中。
一、超临界流体萃取技术概述1 、超临界流体(SCF)的定义和性质超临界流体萃取技术,是指用超临界流体为溶剂,从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。
任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态,三相成平衡状态共存的点叫三相点。
液、气两相成平衡状态的点叫临界点。
不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力,Tc 临界温度)之上的流体。
此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态,气液两相性质非常相近,以至无法分别,具有十分独特的物理化学性质。
SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体,扩散系数介于气体和液体之间,是液体的10~100 倍,兼有气体和液体的优点,既像气体一样容易扩散,又像液体一样有很强的溶解能力。
因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。
在其它条件完全相同的情况下,液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力,而超临界流体的密度与压力和温度有关,随着压力的增大,介电常数和密度增大,超临界流体对物质的溶解能力增大。
超临界萃取就是利用SCF 在临界点附近体系温度和压力的微小变化,使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的。
常用作SCF 的溶剂有二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。
目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳,CO2 临界温度31.04℃,临界压力7.38MPa,临界条件易达到,并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。
超临界CO2 是一种非极性的溶剂,对非极性的化合物有较高的亲和力,当化合物中极性官能团出现时,则会降低该化合物被萃取的可能性,甚至使之完全不能被萃取,此时就需要在超临界CO2 中加入少量夹带剂,以增强其溶解力和选择性。
常与超临界CO2 一起使用的夹带剂有甲醇、乙烷、乙醇、乙酸酯、丙酮、二氯甲烷、己烷、水、乙酸甲酯等。
2 、超临界流体萃取(SFE)的原理超临界流体萃取分离的基本原理是利用 SCF 对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力将SCF 与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。
并且SCF 的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加, 极性增大, 利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。
当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取分离两过程合为一体。
3、超临界流体萃取过程及特点超临界流体萃取分离过程是以高压下的高密度超临界流体为溶剂 ,萃取所需成分 ,然后采用升温、降压或吸附等手段将溶剂与所萃取的组分分离。
超临界流体萃取过程示意如图1所示。
过程包括原利预处理、萃取和分离以及二氧化碳增压和循环。
超临界流体萃取工艺主要由超临界流体萃取溶质以及被萃取的溶质与超临界流体分离两部分组成。
根据分离槽中萃取剂与溶质分离方式的不同 ,超临界流体萃取可分为 3 种加工方式:(1)等压升温法:从萃取槽出来的萃取相在等压条件下,加热升温,进入分离槽溶质分离,溶剂经调温装置冷却后回到萃取槽循环使用。
(2)等温减压法:从萃取槽出来的萃取相在等温条件下减压、膨胀,进入分离槽溶质分离,溶剂经调压装置加压后再回到萃取槽中。
(3)恒温恒压法:从萃取槽出来的萃取相在等温等压条件下进入分离槽,萃取相中的溶质由分离槽中吸附剂吸附,溶剂再回到萃取槽中复循循环使用。
此外,还有添加惰性气体方法,该方法的特点是在分离时加入惰性气体如N2,Ar 等,而使溶质在超临界流体中溶解度显著下降。
整个过程是在等温等压下进行,因此非常节能。
但吸附法和添加惰性气体方法存在如何使超临界流体和吸附剂及惰性气体分离的问题。
4、超临界流体萃取过程的主要影响因素(1)萃取压力的影响萃取压力是SFE最重要的参数之一,萃取温度一定时,压力增大,流体密度增大,溶剂强度增强,溶剂的溶解度就增大。
对于不同的物质,其萃取压力有很大的不同。
(2)萃取温度的影响温度对超临界流体溶解能力影响比较复杂,在一定压力下,升高温度被萃取物挥发性增加,这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度,从而使萃取量增大;但另一方面,温度升高,超临界流体密度降低,从而使化学组分溶解度减小,导致萃取数减少。
因此,在选择萃取温度时要综合这两个因素考虑。
(3)萃取粒度的影响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。
不过,粒度如过小、过细,不仅会严重堵塞筛孔,造成萃取器出口过滤网的堵塞。
(4)CO2流量的影响CO2的流量的变化对超临界萃取有两个方面的影响。
CO2的流量太大,会造成萃取器内CO2流速增加,CO2停留时间缩短,与被萃取物接触时间减少,不利于萃取率的提高。
但另一方面,CO2的流量增加,可增大萃取过程的传质推动力,相应地增大传质系数,使传质速率加快,从而提高SFE的萃取能力。
因此,合理选择CO2的流量在SFE中也相当重要。
5、超临界流体萃取的优点①超临界流体CO2萃取与化学法萃取相比有以下突出的优点:(1)可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。
因此,在萃取物中保持着药用植物的全部成分,而且能把高沸点,低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来;(2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然;(3)萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取效率高而且能耗较少,节约成本;(4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒,故安全性好;(5)CO2价格便宜,纯度高,容易取得,且在生产过程中循环使用,从而降低成本;(6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。
通过改变温度或压力达到萃取目的。
压力固定,改变温度可将物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离,因此工艺简单易掌握,而且萃取速度快。
②从超临界流体性质看,其具有的特点:(1)萃取速度高与液体萃取,特别适合于固态物质的分离提取;(2)在接近常温的条件下操作,能耗低于一般精馏发,适合于热敏性物质和易氧化物质的分离;(3)传热速率快,温度易于控制;(4)适合于挥发性物质的分离二、超临界CO2萃取技术在不同食品原料有效成份的分离方面的应用研究超临界CO流体萃取技术虽然在食品工业中仅有20-30年的应用历史,但其发展十分2流体萃取技术加工特种油脂已实现工业化生产。
在欧美迅速。
在日本,通过超临界CO2国家,该项技术在食品工业中也得到了广泛的应用。
目前,我国超临界CO流体萃取技2术已逐步从研究阶段走向工业化。
而且,该技术主要应用在食品风味与油类物质的提取、食品脱色除臭及灭菌防腐等,如啤酒花、沙棘籽油、小麦胚芽油、卵磷脂、辣椒红色素的提取以及大蒜酶失活、大蒜SOD保留、咖啡碱的脱除及羊肉去膻昧等。
下面列举一些近期该技术在食品工业中的应用实例。
1 植物营养素的萃取1.1 茶叶咖啡碱的脱除茶叶中富含的咖啡碱,约占茶叶干物质重的2%~5%,茶浓缩液和速溶茶中的咖啡碱含量则更高。
咖啡碱对人体的新陈代谢有着广泛的影响,有些是有利的,有些是不利的,过量摄入咖啡碱对人体的健康不利。
近年来,低咖啡碱或脱咖啡碱茶及其制品已流在欧美国家行销,使得从茶叶中脱除咖啡碱的技术越来越受到重视。
超临界CO2体萃取技术因其高选择性、无有效成分损失与劣变、无有机溶剂残留,体现出明显的优势。
随着萃取时间的延长、操作压强的增大、操作温度的提高和浓缩液浓度的降低,会导致绿茶浓缩液中咖啡碱的脱除率增大,应确定的较佳工艺参数:操作压强为30MPa、操作温度为56℃、萃取时间为4h和浓缩液浓度为20%。
1. 2 大豆磷脂大豆磷脂是精炼食用大豆油时得到的一种粘稠的含油很高的毛磷脂,油脂占30%~40%,磷脂占60%~70%。
虽然其营养价值高,但直接用于医药却较困难,而不含油的纯磷脂在食品、医药及化妆品等行业已得到广泛的应用,所以提取高质量的磷脂越来越引起人们的重视。
提取大豆磷脂的方法虽很多,但用超临界CO2提取尚属首次。
1. 3 大蒜油大蒜是人们生活中的重要调味品,其主要风味物质与生理活性物质是大蒜油。
大蒜油在国内外广泛应用于软饮料、冰淇淋、糖果、调味料、焙烤食品、肉类和保健食品及保健药品,因此高质量、高产率大蒜油的提取是大蒜深加工的重要课萃取大蒜油工艺与普通萃取法相比萃取率高,产品品质好,具有很好题。
临界CO2的应用前景。
萃取大蒜油的最佳工艺条件:萃取压力为14~16Mpa,萃取温度为超临界CO2流量为2L/min,萃取时间为5h以内。
在此条件下,萃取率为80% 34~36℃,CO2以上,得率为0.35%~0.40%。
1. 4 蛋黄卵磷脂卵磷脂是一种生命基础物质,对人体而言,蛋黄卵磷脂比大豆卵磷脂更易被人体所接受,并具有更高的生物效价。
卵磷脂也是人体所有细胞膜、核膜、线粒体和肉质网膜等生物膜的基础构成物质,也是人体神经传输纤维的构成物质。
在医学上它可用于治疗动脉粥状硬化、脂肪肝、神经衰弱、营养不良、胆固醇结石和脑血栓老年性痴呆症等。