低溫萃取技術溶劑的性質及選擇
當流體的溫度和壓力處于它的臨界溫度和臨界壓力以上時,即使繼續加壓丙烷,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,又保留了氣體的某些性能,這種狀態的流體也稱為亞臨界流體。低溫萃取技術是利用流體在亞臨界狀態下溶解待分離的液體或固體混合物而使萃取物從混合物中分離出來。目前,利用此技術建成近百家特種油脂提取車間運轉良好,指標性能優良,經濟效益顯著。
所選溶劑具有若干的性質,密度比氣體大數百倍,與液體的密度接近。其粘度則比液體小得多,仍接近氣體的粘度。既具有液體對物質的高溶解度的特性,又具有氣體易于擴散和流動的特性。1939年,HenryRosenthal將壓縮后液化的低級氣態烷烴用于油料浸出,加壓狀態下,溶劑以液態形式浸出油脂,混合油和濕粕中含的溶劑在減壓的狀態下自然揮發。對于萃取和分離更有用的是,在臨界點附近溫度和壓力的微小變化會引起溶劑密度的顯著變化,從而使亞臨界流體溶解物質的能力發生顯著的變化。
亞臨界萃取工藝
亞臨界萃取是利用亞臨界流體作為萃取劑,在密閉、無氧、低壓的壓力容器內,依據相似相溶的原理,通過萃取物料與萃取劑在浸泡過程中的分子擴散過程,達到固體物料中的脂溶性成分轉移到液態的萃取劑中,再通過減壓蒸發的過程將萃取劑與目的產物分離,終得到目的產物的一種新型萃取與分離技術。用丙烷氣、丁烷及其他們的混和溶劑開展亞臨界值提純,有非常大的技術性優點。
亞臨界流體萃取相比其它分離方法有許多優點:非熱加工、保留提取物的活性成分不破壞,產能大、可工業化大規模生產,節能、運行成本低,易于和產物分離。亞臨界流體萃取與分離技術在動植物成分的提取、中藥活性成分的提取與有害脂溶性成分的分離、昆蟲提取物、動物提取物、色素、特種油脂的提取、各種植物粉的脫脂等領域,具有廣闊的應用實踐。萃取劑及夾帶劑的選型,加入適量合適的夾帶劑可明顯提高亞臨界流體對某些被萃取組分的選擇性和溶解度。亞臨界萃取屬于一種物理萃取技術。
亞臨界萃取的操作方法
萃取溫度與壓力,提高萃取溫度能增加分子的運動速度,從而提高擴散的速度,但是,過高的溫度又會造成活性成分的滅活。因此,將溫度控制在合理范圍以內,并在生產過程中任意控制。壓力與溫度呈正相關關系,萃取溫度的上升,萃取壓力相應提高。采用成熟的工藝技術挖掘農產品的內在價值,走綜合利用、合理利用、循環利用的發展之路,針對小米糠油的提取技術實現重大突破,采用正丁烷低溫萃取技術,解決了產物萃取過程的熱敏性問題,實現了產物提取的規模化生產。壓力升高,有助于提高萃取速度。
萃取時間與次數,針對不同的物料,先通過正交試驗得出合理的萃取時間和次數,在實際生產過程中通過罐組間的逆流萃取工藝得以提高萃取效率。萃取劑及夾帶劑的選型,加入適量合適的夾帶劑可明顯提高亞臨界流體對某些被萃取組分的選擇性和溶解度。
傳統的食用生產主要采用正己烷浸提工藝,許多貴重植物油料中的活性成分在正己烷高溫脫溶時受熱而被破壞,應用亞臨界丁烷萃取工藝,不但確保了萃取出油中的熱敏性成分不破壞,也保證了粕中植物蛋白等成分不變性,使產品的價值充分利用。在這方面已工業化生產的物料有:核桃、小麥胚芽、葡萄籽、杏仁、西紅柿籽、紅花籽、油茶籽、火麻籽、文冠果、牡丹籽、靈芝孢子、微生物油、微藻、果蔬籽下腳料等。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萃取法不但提取率低,而且功能成分受到破壞。