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亞臨界流體是指某些化合物在溫度高于其沸點(diǎn)但低于臨界溫度,且壓力低于其臨界壓力的條件下,以流體形式存在的該物質(zhì)。當(dāng)溫度不超過某一數(shù)值,對氣體進(jìn)行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無論加多大壓力都不能使氣體液化,這個(gè)溫度叫該氣體的臨界溫度。低溫萃取技術(shù)溶劑的性質(zhì)及選擇當(dāng)流體的溫度和壓力處于它的臨界溫度和臨界壓力以上時(shí),即使繼續(xù)加壓丙烷,也不會液化,只是密度增加而已,它既具有類似液體的某些性質(zhì),又保留了氣體的某些性能,這種狀態(tài)的流體也稱為亞臨界流體。
在臨界溫度下,使氣體液化所須的壓力叫臨界壓力。當(dāng)丙烷、丁烷、高純度異丁烷(R600a)、1,1,1,2-四氟(R134a)、(LPG)和六氟化硫等以亞臨界流體狀態(tài)存在時(shí),分子的擴(kuò)散性能增強(qiáng),傳質(zhì)速度加快,對產(chǎn)物中弱極性以及非極性物質(zhì)的滲透性和溶解能力顯著提高、從而達(dá)到提取目的。已有近百套生產(chǎn)型設(shè)備投產(chǎn),80余套小試裝置在大學(xué)及科研院所使用。
萃取效率好。超聲波強(qiáng)化萃取20~40分鐘即可獲理想提取率,萃取時(shí)間只為水煮、醇沉法的三分之一或更少。萃取充分,萃取量是傳統(tǒng)方法的二倍以上。據(jù)統(tǒng)計(jì),超聲波在65~70oC工作效率非常高。而溫度在65oC度內(nèi)中藥植物的有效成份基本沒有受到破壞。加入超聲波后,植物有效成份提取時(shí)間約40分鐘。溶劑的溫度高于其沸點(diǎn)時(shí),以氣態(tài)存在,對其施以一定的壓力壓縮又能使其液化,在此狀態(tài)下,利用其相似相溶的物理性質(zhì),作為產(chǎn)物中有效成分萃取的溶劑。而蒸煮法的蒸煮時(shí)間往往需要兩到三小時(shí),是超聲波提取時(shí)間的3倍以上時(shí)間。
在植物精油提取生產(chǎn)中的應(yīng)用:植物精油的成分多為脂溶性化合物,以丁烷、丙烷對鮮濕的花朵、莖葉進(jìn)行亞臨界萃取,可得到浸膏產(chǎn)品,目前已進(jìn)行工業(yè)化批量生產(chǎn)的物料有:玫瑰、十香菜、迷迭香、沉香、崖柏等。在植物香辛料提取物生產(chǎn)中的應(yīng)用:在香辛料精油、油樹脂、凈油,如花椒、麻椒、胡椒、桂皮、肉桂、丁香、茴香精油以及復(fù)合香辛料脂溶性成分的提取。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于大宗食品的調(diào)味、化妝品等。提高萃取效率的方法以溶料比、攪拌、萃取溫度、萃取時(shí)間、萃取壓力、萃取次數(shù)、萃取劑及夾帶劑的選型、超聲波的輔助萃取等因素有關(guān)。
亞臨界萃取設(shè)備的萃取技術(shù)收膏率高。因藥品動(dòng)態(tài)提取,藥品與溶劑間含溶質(zhì)高梯度,增加了浸出推動(dòng)力,增加了得膏率??杀瘸R?guī)法多提5%-20%以上。節(jié)約溶媒。全封閉閉路循環(huán),可節(jié)約30%—50%。節(jié)省時(shí)間。不過,粒度如過小、過細(xì),不但會嚴(yán)重堵塞篩孔,造成萃取器口過濾網(wǎng)的堵塞。提取、濃縮一步完成,且采用比常規(guī)大一倍的回流量,全過程只需4—6小時(shí)。加熱濃縮器可一面出料,一面進(jìn)料,不易結(jié)垢、結(jié)焦.