超临界二氧化碳萃取大蒜油的研究.ppt

超临界二氧化碳萃取大蒜油的研究 庄伟亮 060820009 大蒜为百合科葱属植物蒜的鳞茎[1]。 我国是世界上重要的大蒜生产国与出口国，仅山东和河南两省年产量就达到200万吨。我国目前大蒜进行深加工比较少，主要出口初级产品和原料性产品。由于美国等国仍然对我国大蒜出口实行反倾销和配额限制，因此市场仍局限在东南亚一些国家和日本，也经常为我国出口大蒜设置多种障碍[2] 。因此加快大蒜深加工，尤其是提取大蒜油，向精细化和高附加值方向发展，是非常重要和必要的。 据资料报道[3]，年加工100吨大蒜，可以生产50万板大蒜油胶丸，副产品是大蒜精粉，设备投资约为200万元，厂房面积500m2，年产值约为1000万元。 超临界二氧化碳萃取的基本知识 超临界二氧化碳萃取在大蒜油提取中的应用 二氧化碳超临界萃取的基本知识 超临界萃取的原理 超临界萃取的典型流程 超临界萃取的特点 超临界二氧化碳的优势 超临界萃取的原理 1、超临界流体的基本性质 超临界流体是指超过临界温度与临界压力状态的流体。如果某种气体处于临界温度之上，则无论压力增至多高，该气体也不能被液化，称此状态的气体为超临界流体。 下表[4]将超临界流体的性质与常规流体进行了比较。 2、超临界流体的溶解性能 式中K和m值与超临界流及溶质的性质有关，二者的性质越近，溶解度就越大。 超临界萃取的典型流程 超临界萃取过程主要包括萃取阶段和分离阶段。根据分离方法的不同，可将超临界萃取流程分为等温变压流程、等压变温流程和等温等压吸附流程三类（如图2）。 超临界萃取的特点 优点： （1）超临界流体具有与液体溶剂基本相同的溶解能力，并保持了气体所具有的传递特性。 （2）在接近临界点处，压力和温度的微小变化都将引起超临界流体密度的较大改变，因此萃取后溶质和溶剂易于分离。 （3）超临界萃取过程具有萃取和精馏的双重特性。 （4）不会引起被萃取物的污染。 缺点： 操作压力高，设备投资较大。对超临界萃取热力学及传质过程的研究还远不如传统的分离技术成熟，还有待于进一步研究。 超临界二氧化碳的优势 低临界值——Tc=31.26℃ 、Pc=7.2MPa 安全——无毒不可燃 性质不活波 ——对大部分物质不反应 价廉 ——容易获得，制得纯净的气体所需 的费用低 超临界二氧化碳萃取在大蒜油提取中的应用 大蒜油的基本特性 大蒜油的用途 大蒜油的提取方法 超临界二氧化碳萃取大蒜油的流程 二氧化碳超临界萃取的技术参数控制 提取工艺的改进 大蒜油的组分的分析 大蒜油的基本特性 1、大蒜油的化学组分 大蒜油是多组分混合物，由大蒜辣素(C6H10S2) 大蒜新素(C6H10O2S)及多种烯丙基和甲基组成的硫醚化合物组成，还含有柠檬醛、牛龙牛儿醇、芳樟醇、a一水芹烯、丙醛、戊醛等 [6-7] 。 2、大蒜油的理化性质 大蒜油的一个主要成分为大蒜辣素，大蒜素的前体，它是无色无味针状晶体，本身并无辣味。在蒜氨酸酶与磷酸毗哆醛辅酶参与下，生成一种复合物，再分解成具有强烈辛辣味的挥发性物质--大蒜素。大蒜油的理化性质见下表[8] 大蒜油的用途[9] 1、降血脂、降血压、预防动脉硬化和脑梗塞，提高磷酸酶的活性，改善糖代谢及影响脂肪的合成，提高机体对葡萄糖耐受量的功能，调节血糖、降低糖尿病发作。 2、 具有强力杀菌作用，清洁体内各种毒素，与脂肪结合、清肠、去毒、清血液、消除身体内的杂质加速伤口愈合，尤其适用肺、胃部的感染及微生物感染能。 3、 预防感冒、提高免疫力、防癌抗癌。 大蒜油的提取方法 目前，常见的大蒜油提取方法[10]有水蒸汽蒸馏法 、溶剂萃取法、CO2超临界萃取法 。下表对三种方法进行比较： 超临界二氧化碳萃取大蒜油的流程 由于大蒜油内的有效成份对温度比较敏感，因此一般采用等温变压流程，在分离过程中分离槽的温度不变，通过减小压力，使溶剂与溶质分离。整个大蒜油的提取工艺流程如下图。 二氧化碳超临界萃取的技术参数控制 1、破碎法及粒度对萃取效果的影响 破碎程度不够，会因大蒜组织破坏程度有限,蒜素形成及萃取都受到一定的限制。而破碎过分，虽使大蒜组织完全破碎,蒜素形成充分,但堆积密度过大,进而影响萃取率[11]。 2、温度、压力、CO2的流速的控制 温度、压力、CO2的流速是CO2超临界萃取的重要技术参数，并不说在保证超临界液体的条件，温度越低、压力越高、流速越快越好。文献[12]上认为最佳萃取条件为压力15MPa,温度40℃ ， CO2的流量11kg/h。 3、萃取时间的控制 随着萃取时间的延长，大蒜油在溶剂中的平衡浓度低,萃取速度变慢。