某工程技術(shù)研究中心可行性實(shí)施計(jì)劃書(已修改)
2025-08-13 22:34 本頁(yè)面
【正文】 . . . . .XXXX 市 工 程 技 術(shù) 研 究 中 心可 行 性 研 究 報(bào) 告 中心名稱：XXXXXXX超臨界萃取工程技術(shù)研究中心 依托單位：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（簽章） 推薦部門：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（簽章） 所屬領(lǐng)域：□工業(yè) □農(nóng)業(yè) □社會(huì)發(fā)展 填報(bào)時(shí)間： 年 月 日XXXXXXX科學(xué)技術(shù)廳編制 一、建設(shè)本工程技術(shù)研究中心的目的和意義 1．本技術(shù)領(lǐng)域在行業(yè)發(fā)展中的地位和作用我國(guó)幅員遼闊、資源豐富，有很多具有巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)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(duì)其需求的不斷增加以及經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，許多不可重復(fù)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(duì)其進(jìn)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(duì)這些寶貴的資源進(jìn)行合理利用？在科學(xué)家們進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，超臨界流體萃取技術(shù)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(diǎn)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(qiáng)、溶解萃取效率高、提取溫度低、無(wú)溶劑殘留、無(wú)污染、操作方便、快速、低廉的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到普遍重視。2．建設(shè)本工程技術(shù)研究中心的必要性 超臨界流體萃取(Supercritical fluid extraction，簡(jiǎn)寫SCFE)是一種較新型的萃取分離技術(shù)，其起源于20世紀(jì)40年代，70年代投入工業(yè)應(yīng)用，并取得成功。過(guò)去，分離天然的有機(jī)成分一直沿用水蒸汽蒸餾法、壓榨法、有機(jī)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(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定成分的提??；壓榨法得率低；有機(jī)溶劑萃取法在去除溶劑時(shí)會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或有機(jī)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(jī)成分。超臨界流體(Supercritical fluid，簡(jiǎn)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(méi)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(dòng)、傳質(zhì)、傳熱和溶解性能。流體處于超臨界狀態(tài)時(shí)，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(shí)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(shí)，一般用CO2作萃取劑。這是因?yàn)椋撼R界流體CO2萃取與化學(xué)法萃取相比有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：(3540℃)及CO2氣體籠罩下進(jìn)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(diǎn)，低揮發(fā)度、易熱解的物質(zhì)在其沸點(diǎn)溫度以下萃取出來(lái)；,由于全過(guò)程不用有機(jī)溶劑,因此萃取物絕無(wú)殘留溶媒,同時(shí)也防止了提取過(guò)程對(duì)人體的毒害和對(duì)環(huán)境的污染,是100%的純天然；，當(dāng)飽含溶解物的CO2SCF流經(jīng)分離器時(shí)，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(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且屬于不燃性氣體,無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒，故安全性好；，純度高，容易取得，且在生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)使用，從而降低成本；。通過(guò)改變溫度或壓力達(dá)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(jiǎn)單易掌握，而且萃取速度快。3．建設(shè)本工程技術(shù)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(guò)其臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）時(shí)的流體。處于臨界點(diǎn)狀態(tài)的物質(zhì)可實(shí)現(xiàn)液態(tài)到氣態(tài)的連續(xù)過(guò)渡，兩相界面消失，汽化熱為零。超過(guò)臨界點(diǎn)的物質(zhì)，無(wú)論壓力多大都不會(huì)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?yàn)樗鼉r(jià)廉、無(wú)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(kuò)散系數(shù)，因此將有很高的傳質(zhì)速率和很快達(dá)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(jìn)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(duì)數(shù)在一定范圍內(nèi)與流體密度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。超臨界流體萃取技術(shù)（supercritical fluid extraction,SFE）是利用流體在臨界點(diǎn)附近所具有的特殊溶解性能進(jìn)行萃取的一種化工分離技術(shù)[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(dāng)氣體超過(guò)一定的溫度和壓力時(shí)，便進(jìn)人臨界狀態(tài)，此時(shí)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(duì)物質(zhì)有較強(qiáng)的溶解能力；又具有氣體的高擴(kuò)散性和低粘度，因而在提取樣品時(shí)很容易滲透到樣品體內(nèi)，縮短提取時(shí)間并提高提取效率，正是這種雙重性使得超臨界流體對(duì)物料有良好的滲透性和較強(qiáng)的溶解能力。超臨界流體萃取的分離過(guò)程正是利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而實(shí)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(guò)控制壓力和溫度使其有選擇性地把不同極性、不同沸點(diǎn)和相對(duì)分子質(zhì)量的成分萃取出來(lái)，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(dòng)析出，從而達(dá)到分離提純的目的。超臨界萃取技術(shù)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(fēng)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(fēng)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(duì)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?bào)P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
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