河南省亞臨界生物技術有限公司

天然產物有效成分的亞臨界流體萃取裝置于方法

亞臨界技術簡介

我國地域遼闊，復雜的地理環境與多變的氣候條件造就了我國物種的多樣性，尤其是具有醫療保健作用的特種油脂、天然香料、色素等天然資源相當豐富。

天然產物中的活性物質因其熱敏性，用超臨界CO2萃取雖是較為理想的方法，但必須在超高壓狀態下才能進行。極高的壓力限制了設備有效容積的放大，同時，較高的設備制造和運行費用制約了該技術在天然產物有效成分生產中的應用。

亞臨界萃取脂溶物質專利技術是國家科委“火炬計劃”、國家計委“科技先導計劃”和國家經貿委“科技示范計劃”項目。目前已廣泛應用于特種食用油、植物蛋白、精細化工、天然色素、醫藥、食品等行業。先后在國內建成了四十多家工程項目。亞臨界萃取溶劑的主要成分是液化丁烷或丙烷。該溶劑中組分的沸點大多在0℃以下，其中丁烷沸點-0.5℃，丙烷沸點為-42.1℃，在常溫常壓下為氣體，加壓后為液態。該工藝的基本原理：在常溫和一定壓力下（0.3Mpa-1.0MPa），用該溶劑逆流浸出油料料胚，然后使混合油（或浸膏）和粕中的溶劑減壓汽化，汽化后的溶劑氣體再經過壓縮機冷凝液化后循環使用。

亞臨界低溫萃取技術的優點：

1、浸出后的餅粕質量好，保持原有熱敏性物質不破壞，可進一步開發植物蛋白；

2、溶劑耗低，噸原料消耗溶劑小于8㎏；

3、不需蒸汽，僅90℃的熱水即可，相對六號溶劑，可節約熱能源70%；

4、生產中無“三廢污染”，屬環保工程。

5、常溫萃取，低溫（小于40℃）脫溶，浸出后的油中、粕中熱敏性物質不破壞，浸膏中色素得率高，色澤鮮艷，是貴重油料，植物蛋白、和天然色素保質萃取的理想工藝；

6、投資小，生產成本低（相對二氧化碳設備）；

7、亞臨界流體來源廣，價格低，該溶劑各油田、煉油廠均有此產品，且價格低于六號溶劑；

8、設備壓力低，安全性高（工作壓力0.3Mpa-1.0MPa）；

9、生產規模大，成套萃取設備一條線可達0.1噸—200噸/天的處理量。

承建項目范圍（生產規模5L—15000L，0.1噸—200噸/天，交鑰匙工程）

1、辣椒紅色素、番茄紅色素、萬壽菊黃色素、枸杞色素、紫草色素等天然色素的提取項目；

2、核桃仁綜合開發項目，產品為核桃油、脫脂速溶核桃粉、核桃乳；

3、芥酸酰胺提取項目，可將芥酸酰胺純度達到國際水平，含量大于98.8%；

4、小麥胚芽油、沙棘籽油、除蟲菊油、葡萄籽油、青棘果仁油、微生物油、可可脂、大麻籽油、茶籽油、杏仁油、石榴籽油、松子油、榛子油、紅花籽油、枸杞籽油、月莧草籽油、黑加侖油、薏米仁油、西瓜籽油、哈密瓜籽油等保健油脂的保質萃取；

5、南瓜籽仁的綜合開發利用項目，產品為南瓜籽仁油、脫脂南瓜仁蛋白乳，蛋白粉；

6、大豆綜合開發利用項目，大豆油、脫脂低變性低溫豆粕（食品級）、大豆蛋白粉、濃縮蛋白粉等；

7、棉籽仁綜合開發項目，棉籽油、脫毒脫脂低變性棉仁蛋白粉；

8、玫瑰、香紫蘇、桂花、迷迭香等鮮花提取浸膏項目；

9、中藥材脂溶性成分的提取項目；

10、大蒜油、洋蔥油、孜然油、芥末油、姜油等調味油的加工提取項目；

11、油脂精煉工程。

1、背景技術

我國地域遼闊，復雜的地理環境與多變的氣候條件造就了我國物種的多樣性，尤其是具有醫療保健作用的特種油脂、香精香料、色素等天然資源相當豐富，如銀杏、枸杞、沙棘、辣椒、萬壽菊、核桃、杏仁、花椒、葡萄籽、小麥胚芽、桂花、五味子、玫瑰花等。

天然產物中高附加值的生理活性物質因其熱敏性，用常規熱回流提取法和有機溶劑萃取法不僅得率低，而且功能成分受到破壞。超臨界CO2萃取雖是較為理想的方法，具有萃取能力強、提取率高、產品品質好等優勢，但必須在25MPa以上的超高壓狀態下才能進行。極高的壓力限制了設備有效容積的放大，同時，較高的設備制造和運行費用制約了該技術在天然產物有效成分生產中的應用。因此，尋找一種高效提取天然產物中熱敏性、易氧化活性成分，且便于工業化生產的新技術和新裝備，己成為近年來天然產物提取領域的研究熱點。

亞臨界流體是指高于沸點，低于臨界溫度和臨界壓力，以流體形式存在的物質。亞臨界流體萃取是以亞臨界狀態的流體或亞臨界流體的混合溶液為溶媒，與溶質在系統內相繼經過浸提、蒸發脫溶、壓縮、冷凝回收等過程，從天然產物中提取目標組分的一種新技術。例如，當丙烷、丁烷、高純度異丁烷（R600a）、二甲醚（DME）、四氟乙烷（R134a）和六氟化硫（SF6）等以亞臨界流體狀態存在時，分子的擴散性能增強，傳質速度加快，對天然產物中弱極性以及非極性物質的滲透性和溶解能力顯著提高。因而，上述亞臨界流體特別適于天然產物中揮發油、油脂或脂溶性成分的萃取。亞臨界環境下萃取，不破壞熱敏性成分、目的物完全，被視為綠色環保、前景廣闊的一項變革性技術。

2、亞臨界低溫萃取專利技術原理及優點：

亞臨界流體主要為液化丁烷和丙烷。該溶劑中組分的沸點大多在0℃以下，其中丙烷沸點-42.07℃，丁烷的沸點為-0.5℃，在常溫常壓下為氣體，加壓后為液態。該工藝的基本原理是：在常溫和一定壓力下（0.3MPa—0.7MPa）,用亞臨界流體逆流萃取油料料胚，然后使混合油和粕中的溶劑減壓氣化，氣化后的溶劑氣體再經過壓縮機壓縮冷凝液化后循環使用。

該專利技術的優點：

A、萃取后所得粕質量好，粕中水溶性蛋白不變性率大于95%，粕中殘油小于1%，殘溶小于50ppm；

B、溶耗低，噸料耗溶小于6kg；

C、不需蒸汽，僅90℃的熱水即可，相對六號溶劑，可節約熱能源70%；
D、生產中無“三廢污染”，屬環保工程；
E、常溫萃取，低溫（小于30℃）脫溶，對粕和油中的熱敏性物質不破壞；F、投資小、生產成本低，工作壓力小于0.7Mpa（相對二氧化碳超臨界萃取設備）；
G、亞臨界流體來源廣，價格低。該溶劑各油氣田、煉油廠均有此產品；

H、工作壓力低（小于0.7MPa）,規模大(日處理物料可達200噸)。

I、該技術及設備為通用裝置，利用該設備可以加工多種物料：如小麥胚芽油、辣椒紅色素、中藥材、香料、紅花籽油、青刺果油、昆蟲油等。

因此亞臨界流體萃取技術，是一種高效、低耗、環保、安全、具有廣闊應用前景的天然產物有效成分提取的新技術。

3、亞臨界低溫提取技術在天然產物萃取上的用用：

目前該專利技術經過十多年的發展已在全國建成四十多家工廠，成功應用在下列天然產物萃取方面：

一、天然色素

二、特種植物（含中藥材）油

三、特種蛋白粉

四、鮮花提取物、天然香料

五、昆蟲、動物油

六、木產品加工

七、水產品加工

八、原羊毛脫脂

九、煙草

4、展望：

亞臨界低溫萃取專利技術的工業化應用，成功的解決了天然產物萃取過程的熱敏性問題，實現了天然產物的規模化生產，為人類開發利用天然產物提供了便利。隨著人們對亞臨界萃取技術了解的深入，相信在不久的將來，必將取代超臨界技術，造福人類。