【正文】 XXXX 市 工 程 技 術 研 究 中 心可 行 性 研 究 報 告一、建設本工程技術研究中心的目的和意義 1．本技術領域在行業(yè)發(fā)展中的地位和作用我國幅員遼闊、資源豐富，有很多具有巨大經(jīng)濟價值和應用價值的植物及天然產(chǎn)物資源，如紅豆杉、黃蓮、冬蟲夏草等，隨著人類對其需求的不斷增加以及經(jīng)濟利益的驅(qū)使，許多不可重復利用的寶貴資源遭到了破壞，植物資源不斷減少。且很多天然產(chǎn)物中的有效成分都具有熱敏性，用傳統(tǒng)分離方法對其進行分離容易破壞其結(jié)構(gòu)，大大降低了產(chǎn)物質(zhì)量和提取效率。如何對這些寶貴的資源進行合理利用？在科學家們進行了大量實驗研究后發(fā)現(xiàn)，超臨界流體萃取技術在天然產(chǎn)物提取中，是一種十分理想的分離手段。與傳統(tǒng)的提取分離方法相比，超臨界萃取可在近常溫條件下提取分離不同極性、不同沸點的化合物，幾乎保留產(chǎn)品中全部有效成分，而且更利于熱敏性成分的提取。超臨界萃取還具有傳質(zhì)速度快、滲透能力強、溶解萃取效率高、提取溫度低、無溶劑殘留、無污染、操作方便、快速、低廉的優(yōu)點，越來越受到普遍重視。2．建設本工程技術研究中心的必要性 超臨界流體萃取(Supercritical fluid extraction，簡寫SCFE)是一種較新型的萃取分離技術，其起源于20世紀40年代，70年代投入工業(yè)應用，并取得成功。過去，分離天然的有機成分一直沿用水蒸汽蒸餾法、壓榨法、有機溶劑萃取法等。水蒸汽蒸餾法需要將原料加熱，不適用于化學性質(zhì)不穩(wěn)定成分的提??；壓榨法得率低；有機溶劑萃取法在去除溶劑時會造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或有機溶劑殘留；超臨界流體萃取法則有效地克服了傳統(tǒng)分離方法的不足，它利用在臨界溫度以上的高壓氣體作為溶劑，分離、萃取、精制有機成分。超臨界流體(Supercritical fluid，簡寫SCF)是指處于臨界溫度和臨界壓力以上的非凝縮性的高密度流體。超臨界流體沒有明顯的氣液分界面，既不是氣體，也不是液體，是一種氣液不分的狀態(tài)，性質(zhì)介于氣體和液體之間，具有優(yōu)異的溶劑性質(zhì)，粘度低，密度大，有較好的流動、傳質(zhì)、傳熱和溶解性能。流體處于超臨界狀態(tài)時，其密度接近于液體密度，并且隨流體壓力和溫度的改變發(fā)生十分明顯的變化，而溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度隨超臨界流體密度的增大而增大。超臨界流體萃取正是利用這種性質(zhì)，在較高壓力下，將溶質(zhì)溶解于流體中，然后降低流體溶液的壓力或升高流體溶液的溫度，使溶解于超臨界流體中的溶質(zhì)因其密度下降溶解度降低而析出，從而實現(xiàn)特定溶質(zhì)的萃取。用超臨界萃取方法提取天然產(chǎn)物時，一般用CO2作萃取劑。這是因為：超臨界流體CO2萃取與化學法萃取相比有以下突出的優(yōu)點：(3540℃)及CO2氣體籠罩下進行提取，有效地防止了熱敏性物質(zhì)的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持著藥用植物的全部成分，而且能把高沸點，低揮發(fā)度、易熱解的物質(zhì)在其沸點溫度以下萃取出來；,由于全過程不用有機溶劑,因此萃取物絕無殘留溶媒,同時也防止了提取過程對人體的毒害和對環(huán)境的污染,是100%的純天然；，當飽含溶解物的CO2SCF流經(jīng)分離器時，由于壓力下降使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開，不僅萃取效率高而且能耗較少，節(jié)約成本；,萃取過程不發(fā)生化學反應,且屬于不燃性氣體,無味、無臭、無毒，故安全性好；，純度高，容易取得，且在生產(chǎn)過程中循環(huán)使用，從而降低成本；。通過改變溫度或壓力達到萃取目的。壓力固定，改變溫度可將物質(zhì)分離；反之溫度固定，降低壓力使萃取物分離，因此工藝簡單易掌握，而且萃取速度快。3．建設本工程技術研究中心的可行性 所謂超臨界流體是指物質(zhì)的溫度和壓力分別超過其臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）時的流體。處于臨界點狀態(tài)的物質(zhì)可實現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的連續(xù)過渡，兩相界面消失，汽化熱為零。超過臨界點的物質(zhì)，無論壓力多大都不會使其液化，壓力的變化只引起流體密度的變化。故超臨界流體有別于液體和氣體。通常超臨界流體用SCF（Supercritical Fluid)表示。 具有代表性的超臨界流體有：Xe、C0HCHC2HCH30H及CHF3等；最常用的是C02，因為它價廉、無毒、方便。 超臨界流體具有接近液體的密度和類似液體的溶解性能；具有接近氣體的粘度和擴散系數(shù)，因此將有很高的傳質(zhì)速率和很快達到萃取平衡的能力。超臨界流體最重要的性質(zhì)是具有很大的壓縮性，溫度和壓力較小的變化即可引起超臨界流體體積發(fā)生很大的變化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，超臨界流體的溶解能力主要取決于密度，其溶解度的對數(shù)在一定范圍內(nèi)與流體密度的對數(shù)呈線性關系。超臨界流體萃取技術（supercritical fluid extraction,SFE）是利用流體在臨界點附近所具有的特殊溶解性能進行萃取的一種化工分離技術[5]。任何物質(zhì)都有3種相態(tài)，它們隨壓力和溫度的變化而變化。當氣體超過一定的溫度和壓力時，便進人臨界狀態(tài)，此時的流體成為超臨界流體。超臨界流體具有與液體相近的密度，故對物質(zhì)有較強的溶解能力；又具有氣體的高擴散性和低粘度，因而在提取樣品時很容易滲透到樣品體內(nèi)，縮短提取時間并提高提取效率，正是這種雙重性使得超臨界流體對物料有良好的滲透性和較強的溶解能力。超臨界流體萃取的分離過程正是利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而實現(xiàn)的。在超臨界狀態(tài)下，超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，通過控制壓力和溫度使其有選擇性地把不同極性、不同沸點和相對分子質(zhì)量的成分萃取出來，然后借助減壓等方法使超超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則自動析出，從而達到分離提純的目的。超臨界萃取技術生產(chǎn)天然香料的主要原料有鮮花、水果皮等，主要產(chǎn)品為精油，還可提取其它風味物質(zhì)，如大蒜中的大蒜素、大蒜辣素；生姜中的姜辣素；胡椒中的胡椒堿及辣椒中的辣椒素等。Temeli等用超臨界萃取柑桔香精油，在70％、8．3MPa下得到柑桔風味濃厚的桔香精油,T．Baysal用超臨界萃取法從香菜種子中分離得到檸檬香油和香芹酮 。Papamichail對芹菜種子先研磨，再用超臨界CO2提取植物油。Zekovic 用超臨界CO2提取百里香。張驪等從墨紅花中用超臨界CO2提取的精油香氣與鮮花相近161。高彥樣用超臨界CO2萃取茴香油，在提取壓力30MPa，溫度40℃，通過兩個串聯(lián)分級分離器，獲得含脂和含油兩種產(chǎn)品。江梅等用超臨界CO2萃取研究荔枝果皮精油。實驗結(jié)果表明，荔枝果皮粉精油的最佳萃取條件為：12MPa，35％，1～，當含水量為6％時萃取率較高。研究表明香料萃取時，低壓產(chǎn)品主要是精油，高壓產(chǎn)品主要為油樹脂。超臨界CO2還可以分離天然色素。超臨界CO2從辣椒中直接提取辣椒色素，Rozzi NL研究了在溫度3286％～。結(jié)果表明在86℃、％的最大提取率。孫慶杰從番茄