超临界流体法提取咖啡因.ppt

超临界二氧化碳萃取法提取咖啡豆中的咖啡因 前言 咖啡因最主要来源是咖啡豆，商用咖啡豆中的咖啡因含量为?0.7～3.0%。咖啡豆又是咖啡的原材料，咖啡作为全球三大饮料之一，风靡全球。咖啡中含有的咖啡因，多饮对人体有害，因此脱咖啡因咖啡得到了广大消费者的喜爱。而且从植物中脱除的咖啡因可做药用, 因此从咖啡提取咖啡因是一举两得的 事。而用超临界CO2萃取咖啡豆不仅得 到了咖啡因,而且保留了咖啡原香原味。 咖啡因简介 咖啡因，是一种甲基黄嘌呤的生物碱。化学式C8H10N4O2，易溶于水。白色结晶粉末，无臭，味苦，呈弱碱性。 咖啡因是一个中枢神经系统兴奋剂，可以提神及解除疲劳，使身体保持较好的状态。但高剂量摄入能够导致咖啡因中毒，使身体产生一系列的不良反应。 超临界流体的定义 纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、固体等状态变化。 当把处于气液平衡的物质继续升温、升压时，热膨胀引起液体密度的减小，而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界面消失，成为一个均相体系，该点被称为临界点。 而温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid，简称SCF)。 超临界CO2萃取法原理 在超临界状态下，超临界流体具有很好的流动性和渗透性，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。 然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的。 萃取咖啡因过程 首先，对咖啡豆进行预处理，用机械法清洗咖啡豆，去除灰尘和杂质；接着加蒸汽和水预泡，提高其水分含量达30%～50%； 然后，萃取，将预泡过的咖啡豆装入萃取罐，不断往罐中送入CO2，咖啡因就逐渐被萃取出来； 超临界CO2 萃取的局限 设备造价高，折旧费比例大 对极性较强的物质萃取能力较低 设计基础数据缺乏，且经验不足 总结 超临界流体定义 超临界流体特性 超临界 萃取原理 超临界 萃取流程 萃取效率影响因素 超临界萃取法特点 超临界萃取法应用 * ?? ?? ?? 10-5 10-2 1 液相 10-3 10-4 10-1 超临界流体 10-1 10-4 10-3 气相 扩散系数 ﹙cm2/s﹚ 粘度 ﹙g/cm·s﹚ 密度 ﹙g/mL﹚ 相 密度类似液体，因而溶剂化能力强，压力和温度微小变化可导致其密度 显著变化。 具有类似气体扩散系数和低粘度。 压力和温度的变化均可改变相变。 由于以上特点，超临界流体可以迅速渗透到物体的内部溶解目标物质，快速达到萃取平衡。 超临界流体的主要特性 接着，带有咖啡因的CO2被送往清洗罐，使咖啡因转入水相； 最后，然后水相中咖啡因用蒸馏法加以回收，CO2则循环使用； 10小时，经SFE处理后的咖啡豆中咖啡因含量从0.7～3%降低到0.02%。 超临界CO2脱除咖啡中的咖啡因流程图 压缩机 萃取釜 制冷MVC-760L 二氧化碳循环泵 SFE 萃取效率 影响因素 操作条件 CO2流量 夹带剂 原料 颗粒大小 超临界 萃取的特点 通常在室温下，不分解； 萃取和分离合二为一； 选择性好，有效物质收率高； CO2是不活泼的气体, 且无味、无臭、无毒，安全性好； CO2价位便宜，纯度高，易取得，可循环使用； 工艺简单易掌握，压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，而且萃取速度快。 使用SFE是最干净的提取方法, 萃取物无残留溶媒, 是100%的纯天然。 　 CO2 医药工业 化学工业 食品工业 化妆品香料 中草药提取 酶，纤维素精制 金属离子萃取 烃类分离 共沸物分离 高分子化合物分离 植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取 天然香料萃取 化妆品原料提取精制 超临界流体萃取技术的应用 CO2 CO2 *