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--  作者:raybit
--  发布时间:2005-2-3 14:06:48
--  二氧化碳超临界萃取技术
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摘 要 二氧化碳是一种很常见的气体,但是过多的二氧化碳会造成“温室效应”,因此充分利用二氧化碳具有重要意义。传统的二氧化碳利用技术主要用于生产干冰(灭火用)或作为食品添加剂等。现国内外正在致力于发展一种新型二氧化碳利用技术──CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。 正 文 二氧化碳在温度高于临界温度(Tc)31℃、压力高于临界压力(Pc)3MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力,用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,具有广泛应用。 传统提取有效成份的方法如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,但工艺复杂、纯度不高,而且易残留有害物质。而二氧化碳超临界萃取廉价、无毒、安全、高效,可以生产极高附加值的产品。用超临界CO2萃取法可以从许多种植物中提取其有效成分,而这些成分过去用化学方法是提取不出来的。除了用在化工、化工等工业外,还可用在烟草、香料、食品等方面。如食品中,可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因,可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素及银杏叶、紫杉中的有价值成分。以下举例简单介绍一下该技术的应用。 (一)用于提取辣椒中的红色素 用超临界方法萃取的红色素没有一丝辣味,副产品主要是辣味素,只要加入90%的熟植物油即可制成辣椒油。一年能收回投资。1991年以来,在日本每年需要辣椒红色素30吨,每公斤价3万日元,年销售额9亿日元。我国化学方法生产的辣椒红色素每年60吨,但色价太低又有辣味,出口困难。我国色素应用也呈直线上升趋势,因此生产色素有极光明的前景。除辣椒色素外,设备还可以生产姜黄、玉米黄、红花色素等。 (二)用于提取茶叶中的茶多酚 安徽、云南、四川、湖北等省盛产茶叶,可以将质次的碎茶叶未或次茶生产茶多酚及咖啡因。茶多酚是极优良的抗氧剂,广泛用于食品和化妆品等方面,已发现茶多酚有抗龋杀菌作用,在医学方面茶多酚可以有降胆固醇、降血压、降血脂、延缓衰老作用,因此是一种优良的天然食品添加剂。用化学方法提取的茶多酚比不上用CO2超临界萃取法生产的茶多酚纯净,因此在大量种植茶叶的地区上此项目,一定有较大的经济效益。此外咖啡因也是常用的药品,这将使过去认为无用的次品,转变成高附加值的产品。100吨茶叶末可以提取5吨茶多酚,产值近千万元。 (三)用于提取银杏黄酮、内酯 用超临界萃取设备杏从银可粗提物中精提银杏黄酮、内酯。银杏叶粗提物成本年需1860万元,超临界萃取设备工艺投资300万元,产值就可达到2900万元。一年内可收回投资并有600万元收益,第二年可获毛利900万元。 (三)用于提取桂花精和米糖油 如用超临界萃取技术提取桂花精油,每千克油在国际市场上售价可达3000美元。一瓶25mL装的香水只需桂花精油5~6滴,可卖几十法朗,经济效益十分可观。 由超临界流体浸制的米糠油是一种相当纯的天然高品质油。米糠油中所含的甾醇(高达0.75%)可化学合成甾醇激素,其产品包括:雄性荷尔蒙、雌性荷尔蒙、避孕药、利尿剂、抗癌剂。这些产品在医药工业中占有重要的地位和极高的经济价值。甾族药物的生产,在世界范围内是一个40亿美元的产业,而米糠油是合成甾醇药的最佳原料。 国外在生产香精和啤酒花方面已采用了CO2超临界萃取技术。我国有丰富的自然资源,超临界萃取技术有极大的推广价值。有些交通不发达的山区,特产资源十分丰富,尤其盛产中草药材。处理这些药材,要用相当大的装置,且运输不便,如能在这些山区建立CO2超临界萃取设备,可用以提取中药中最为有用的精华部分,这不仅减少了大量的运输成本,而且极大地增加了中药的附加值,可开发生产出更多的医药新产品。 目前,国内外采用CO2超临界萃取技术可利用的资源有:紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等。北京、山东、湖南、广西、浙江、江苏等地的一些科研所、院校和医药、食品企业都在积极进行超临界萃取技术的研究应用,并取得了一批可喜的成果。中科院广州化学研究所与南方面粉集团联合设计、制造、安装的200L大型超临界和工业试验装置,作为“八五”国家科技投资项目,已于1996年1月24日通过国家科委组织验收,正式投入运行。