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亞臨界流體是指某些化合物在溫度高于其沸點(diǎn)但低于臨界溫度,且壓力低于其臨界壓力的條件下,以流體形式存在的該物質(zhì)。它利用超臨界流體,即處于溫度高于臨界溫度、壓力高于臨界壓力的熱力學(xué)狀態(tài)的流體作為萃取劑。當(dāng)溫度不超過(guò)某一數(shù)值,對(duì)氣體進(jìn)行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無(wú)論加多大壓力都不能使氣體液化,這個(gè)溫度叫該氣體的臨界溫度。
在臨界溫度下,使氣體液化所須的壓力叫臨界壓力。例如,當(dāng)丙烷、丁烷、高純度異丁烷(R600a)、二(DME)、四氟(R134a)和六氟化硫(SF6)等以亞臨界流體狀態(tài)存在時(shí),分子的擴(kuò)散性能增強(qiáng),傳質(zhì)速度加快,對(duì)產(chǎn)物中弱極性以及非極性物質(zhì)的滲透性和溶解能力顯著提高。當(dāng)丙烷、丁烷、高純度異丁烷(R600a)、1,1,1,2-四氟(R134a)、(LPG)和六氟化硫等以亞臨界流體狀態(tài)存在時(shí),分子的擴(kuò)散性能增強(qiáng),傳質(zhì)速度加快,對(duì)產(chǎn)物中弱極性以及非極性物質(zhì)的滲透性和溶解能力顯著提高、從而達(dá)到提取目的。
亞臨界萃取在不同領(lǐng)域的應(yīng)用
在食品工業(yè)中的應(yīng)用,亞臨界流體萃取技術(shù)在食品工業(yè)的應(yīng)用,主要集中在食用植物粉的脫脂環(huán)節(jié)及副產(chǎn)物油脂方面的應(yīng)用,由于某些植物果實(shí)本身富含油脂,而高含油食品易酸敗,保質(zhì)期很短,因此,植物粉的脫脂成為制約植物粉生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的食用生產(chǎn)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(shí)受熱而被破壞,應(yīng)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(chǎn)品的價(jià)值充分利用。用亞臨界流體萃取技術(shù)脫除大豆、花生、核桃、杏仁、小麥胚芽、咖啡豆、南瓜籽等幾十種物料的脫脂生產(chǎn),同時(shí)萃取得到相應(yīng)的植物油。
亞臨界萃取工藝
亞臨界生物萃取是在室溫和適當(dāng)壓力下,用四號(hào)溶劑萃取植物油料料胚中的油脂,然后減壓蒸發(fā)出料粕中和混合油中的溶劑,得到低溫粕和萃取毛油。溶劑氣體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮、冷凝液化回收,再循環(huán)使用。工藝中的主要設(shè)備為壓力容器、壓縮機(jī)和真空泵。
壓力容器:壓力容器是一種在適當(dāng)壓力下工作的容器設(shè)備,我國(guó)壓力容器按壓力分為三類:一類為低壓(壓力小于1.6MPa),二類為中壓(1.6~9.9MPa),三類為高壓(大于9.9MPa)。但是,當(dāng)容器內(nèi)的工作介質(zhì)有毒或?yàn)槲镔|(zhì)時(shí),容器的類別將相應(yīng)提高。然后用壓縮機(jī)抽取罐中的溶劑氣體直到壓力為0mpa時(shí)開(kāi)啟真空泵將罐抽成壓力到-0。四號(hào)溶劑萃取工藝中的設(shè)備為低壓容器。