超臨界CO2流體萃取玫瑰精油的工藝

1、超臨界co2流體萃取玫瑰精油的工藝摘要：用超臨界co2流體萃取技術(shù)(sfe)萃取玫瑰浸膏，用分子蒸餾技術(shù)(md)進(jìn)行精制，所得玫瑰精油呈淡黃色，得率由傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法的003提高到01。超臨界co2流體萃取最佳工藝條件與所采用的生產(chǎn)原料有一定關(guān)系；分子蒸餾溫度為80120；所得精油進(jìn)行分析，檢測(cè)出主體呈香成分為酯類物質(zhì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)50，相對(duì)分子質(zhì)量主要集中在200250。關(guān)鍵詞：玫瑰精油 超臨界co2萃取 分子蒸餾1 引言1.1 玫瑰花及玫瑰精油的簡(jiǎn)介玫瑰為薔薇科薔薇屬植物，直立落葉灌木，是一種良好的觀賞植物和經(jīng)濟(jì)植物，花含甜潤(rùn)的香氣。玫瑰具有理氣、活血、美容養(yǎng)顏、收斂等作用。其天然提取物玫

2、瑰精油為鮮花油之冠，具有優(yōu)雅、柔和、細(xì)膩、甜香若蜜的特點(diǎn)；其價(jià)格昂貴，素有“液體黃金”之美稱。是最常用的名貴花香原料，被廣泛地應(yīng)用于食品、高檔化妝品及煙草中，具有良好的市場(chǎng)前景。1.2 玫瑰精油的價(jià)值玫瑰精油具有多種藥理作用，在本草綱目中已有記述日：“玫瑰花入肝，散膿瘍，行血活血”。玫瑰油有解郁的醫(yī)療效果，有撫慰和松弛作用，可用于抗焦慮、抑郁和神經(jīng)緊張；玫瑰精油還具有通便、利尿、輕微的鎮(zhèn)定作用以及抗組胺和抗菌作用；此外玫瑰精油對(duì)大鼠有促進(jìn)膽汁分泌作用。大量研究表明，玫瑰精油中含大量的烷烴、香茅醇、香葉醇、橙花醇、丁子香酚甲醚、單萜和倍半萜等多種化合物。玫瑰精油長(zhǎng)期以來(lái)一直是國(guó)際食品工業(yè)市場(chǎng)流行

3、的花型香精油之一，主要可用于軟飲料、糖果、冰淇淋、調(diào)味料、保健食品等。在化工方面可用來(lái)生產(chǎn)高級(jí)香料、高級(jí)化妝品，市場(chǎng)價(jià)格昂貴，需求量十分巨大。傳統(tǒng)的水蒸汽蒸餾法和有機(jī)溶劑萃取法對(duì)精油提取率低，并且高溫操作條件下對(duì)成分破壞嚴(yán)重。而超臨界萃取具有操作溫度低、選擇性好、分離一步完成、萃取無(wú)殘留等特點(diǎn)。玫瑰精油的高效提取，必將成為玫瑰轉(zhuǎn)化增值新的發(fā)展方向。1.3 超臨界流體萃取技術(shù)當(dāng)流體的溫度和壓力分別超過(guò)其臨界溫度和臨界壓力時(shí)，則稱該狀態(tài)下的流體為超臨界流體。超臨界流體萃取技術(shù)是利用處于臨界壓力和臨界溫度以上的流體具有特異的溶解能力而發(fā)展起來(lái)的一種新型分離技術(shù)。超臨界萃取避免了水蒸氣蒸餾過(guò)程中熱敏組

4、分的分解，以及可能的水解和水增溶作用造成組分的流失。與有機(jī)溶劑提取相比，超臨界二氧化碳(類似親酯性溶劑)還具有高選擇性和溶解能力可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。超臨界co2提取玫瑰精油是利用超臨界流體所具有的良好的傳熱和傳質(zhì)性能來(lái)提取玫瑰精油的一種新技術(shù)，其典型工藝流程如圖1所示。冷卻升壓原料萃取分離co2產(chǎn)品圖1 超臨界co2流體萃取技術(shù)典型工藝流程2 材料和設(shè)備2.1 材料玫瑰花 經(jīng)真空冷凍干燥，粉碎過(guò)篩備用食用級(jí)co2 純度99.9%2.2 儀器設(shè)備ha12150o1型超臨界co2萃取儀 江蘇南通華安超臨界設(shè)備有限公司fd-1型真空冷凍干燥機(jī) 沈陽(yáng)新陽(yáng)真空冷凍干燥設(shè)備有限公司電子天平 上海電子天平廠電動(dòng)粉碎

5、機(jī) 沈陽(yáng)機(jī)械廠3 操作方法3.1原料的制備3.1.1 干玫瑰花的制備將花瓣經(jīng)24h真空冷凍干燥處理(平均含水量6)，粉碎，過(guò)篩備用。真空冷凍干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)為:凍干面積:0.06m2；捕水能力:1.5kg/24h；冷凝溫度:<-45；真空度:<20 pa。3.1.2玫瑰醇提濃縮液的制備稱取當(dāng)日采摘的花瓣，按乙醇與鮮花重量2：1的比例室溫下浸提48小時(shí)后，用紗布將花內(nèi)的浸提液擠出，再對(duì)浸提液濃縮，先常壓后減壓，溫度為75。直到不再有冷凝液生成時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，收集濃縮液。3.1.3 玫瑰浸膏的制備稱取以上玫瑰醇提濃縮液，按l：l的比例加入石油醚溶劑進(jìn)行萃取，帶溶液分層后，用分液漏斗將上

6、下層分布收集，然后將上層(醚層)收集液放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器內(nèi)濃縮，先常壓后減壓，濃縮溫度不超過(guò)55"c，直到無(wú)冷凝液流出，且溶劑幾乎蒸發(fā)完全，剩余產(chǎn)物為浸膏為止，即得到玫瑰浸膏。3.2 工藝流程基本工藝路線（循環(huán)）：co2鋼瓶冷卻系統(tǒng)(冷卻)高壓泵（升壓）萃取釜（超臨界co2流體萃?。┓蛛x釜i分離釜精餾柱（分子蒸餾技術(shù)精制)玫瑰精油3.3 工藝條件不同的玫瑰原料在生產(chǎn)玫瑰精油時(shí)，應(yīng)采取不同的工藝條件；在此將別人在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到的不同玫瑰原料生產(chǎn)玫瑰精油的最佳工藝條件列出，如表1。原料萃取溫度/萃取壓力/mpa萃取時(shí)間/hco2濃度分離條件收率/干花瓣40161.518l/h0.57干花膏6

7、0252600l/h4-5mpa,600.45浸膏5025225kg/h56.4干野玫瑰30-5010-203.5-540-80kg/h0.1-0.3半干玫瑰30-4520-402-43鮮花35200.57mpa,40表1 超臨界co2 萃取玫瑰精油主要工藝條件和工藝3.4 ha12150o1型co2超臨界萃取儀操作步驟該設(shè)備采用一萃二分一柱循環(huán)式，主要由萃取釜、分離釜、精鎦柱、co2高壓泵、副泵、制冷系統(tǒng)、co2貯罐、換熱系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、流量計(jì)、溫度、壓力控制（保護(hù)）系統(tǒng)等組成。主要步驟如下：1. 檢查電源接線是否正常，檢查冷凍箱水、各加熱箱水是否足夠（離箱蓋2-3厘米左右，高溫時(shí)水份蒸發(fā)快

8、），檢查co2氣瓶壓力保證在5-6mpa氣壓，檢查各管路接頭及連接部位是否牢靠。2. 依次打開(kāi)總電源、制冷、冷循環(huán)的開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)行制冷。然后進(jìn)行萃取器、分離器、的溫度設(shè)定，開(kāi)始進(jìn)行升/變溫操作。（如果需要精餾操作，則進(jìn)行精餾1、2、3、4的溫度設(shè)定）3. 打開(kāi)co2進(jìn)氣閥門，并觀察co2罐壓力在4以上。打開(kāi)co2泵進(jìn)氣閥（大開(kāi)），并放氣5s。將儀器面板所有閥門都關(guān)上，然后依次打開(kāi)閥門2、3、5、7、9、10、13、12、1（其余閥門仍保持關(guān)閉）。(萃取罐未打開(kāi)情況下)（當(dāng)進(jìn)行精餾操作時(shí)，需依次打開(kāi)閥門2、3、5、7、6、18、8、10、13、12、1。）4. 至萃取溫度達(dá)到設(shè)定溫度、制冷機(jī)達(dá)到

9、設(shè)定溫度停止制冷時(shí)，依次關(guān)閥門3、5，然后打開(kāi)閥門4，慢慢放空直至萃取罐壓力為0。打開(kāi)萃取蓋，裝料，蓋上蓋子，關(guān)閥門4。慢慢打開(kāi)閥門3，進(jìn)co2氣，直至萃取罐和co2儲(chǔ)罐壓力相等，開(kāi)閥門4，排氣5-10s，然后關(guān)閥門4。然后關(guān)閥門5（co2流量控制在50l/h以下），使萃取罐升至所需壓力，然后慢慢打開(kāi)閥門7，微調(diào)閥門7使萃取罐保持所需壓力（依次全打開(kāi)閥門3、5，開(kāi)泵開(kāi)關(guān)，點(diǎn)擊run 按鈕，慢慢關(guān)閥門7提升萃取罐壓力，直至升至萃取罐所需壓力。）注意：壓力在10mpa以下時(shí)升壓速度很慢。萃取罐壓力穩(wěn)定后，關(guān)閉閥門10提升分離壓力，直至達(dá)到所需壓力，并保持穩(wěn)定。此時(shí)，已經(jīng)達(dá)到萃取所需要條件，萃取開(kāi)始

10、，計(jì)時(shí)。5. 萃取后15min內(nèi)或更長(zhǎng)時(shí)間，一般收集2次萃取物（主要含有雜質(zhì)）。直至無(wú)雜質(zhì)后，然后每隔一段時(shí)間（20-30min）打開(kāi)分離下部閥門，收集萃取物。直至到達(dá)實(shí)驗(yàn)所需要萃取時(shí)間，實(shí)驗(yàn)完成。6. 關(guān)泵-點(diǎn)擊 stop 按鈕，依次慢慢打開(kāi)（co2流量控制在30l/h以下）閥門10、7（或5），使萃取罐、分離壓力與儲(chǔ)罐壓力相等。注意：面板co2泵壓力降速較慢，直至各個(gè)壓力表示數(shù)均與儲(chǔ)罐壓力相等。一般全打開(kāi)閥門10、5后，co2流量低至2l/h以下時(shí)，直至流量為0。說(shuō)明已經(jīng)將管道中co2壓入儲(chǔ)罐中。關(guān)閉閥門3、5，慢慢打開(kāi)閥門4，排空至萃取罐壓力為0。7. 逆時(shí)針旋開(kāi)萃取罐蓋，取出裝料筒，倒

11、出萃取后物料。萃取過(guò)程完畢。8. 如果需要再進(jìn)行下一批次的萃取操作，則進(jìn)行相應(yīng)萃取器、分離器、的溫度設(shè)定，直至到達(dá)相應(yīng)設(shè)定溫度。裝料，然后進(jìn)行前面4、5、6、7步驟的相關(guān)操作。9. 如果不繼續(xù)進(jìn)行萃取操作，則關(guān)閉萃取器、分離器、開(kāi)關(guān)，關(guān)閉制冷、冷循環(huán)開(kāi)關(guān)，最后關(guān)總電源。操作結(jié)束。較長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行萃取操作需要關(guān)閥門2，關(guān)閉co2泵進(jìn)氣閥、co2進(jìn)氣閥門。10. 一般每一個(gè)月要開(kāi)機(jī)一次，（可不用加壓，利用鋼瓶氣壓即可），沖洗一下管道和罐，同時(shí)加熱熱水器。將得到的不同的玫瑰原料裝入超臨界萃取儀的萃取缸中，按照以上流程和不同的工藝條件（表1）分別調(diào)整好co2鋼瓶、萃取缸、分離缸i、分離缸ii以及精餾柱內(nèi)

12、等的溫度和壓力。從溫度、壓力開(kāi)始穩(wěn)定時(shí)計(jì)時(shí)，2-4個(gè)小時(shí)后停機(jī)，分別從各缸和精餾柱內(nèi)收集萃取產(chǎn)物和殘液。萃取完成后從精餾柱收集到產(chǎn)物即為玫瑰精油。4 萃取率的計(jì)算玫瑰精油的萃取率(mgg)=精餾柱中收集的油重量樣品重量參考文獻(xiàn)：1于珍,易元芬,吳玉,等.幾種玫瑰油化學(xué)成分及香氣比較j.精細(xì)化工,1994,16(1):75-80.2相寶榮.香精香料生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)答m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.117.3馬希漢,王永紅,胡亞云,等.精油玫瑰研究j.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004,19(4):138-441.4陸生椿.超臨界co2萃取技術(shù)在香料上的應(yīng)用j.四川日化,1993,3(2):35-36.5李斌,孟憲軍，劉輝.超臨界co2萃取玫瑰精油的研究j.食品工業(yè)科技，2005,26(11):105-107.6韓榮偉,等.利用sfemd技術(shù)分離提純玫瑰精油及其成分分析j.精細(xì)化工，2006,23(6):553-557.7馬希漢,王永紅,尉芹,張廣軍.玫瑰精油提取工藝研究j.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2004,24(增)