超临界CO2流体萃取玫瑰精油的工艺.doc

超临界CO2流体萃取玫瑰精油的工艺摘要：用超临界CO2流体萃取技术(SFE)萃取玫瑰浸膏，用分子蒸馏技术(MD)进行精制，所得玫瑰精油呈淡黄色，得率由传统水蒸气蒸馏法的0．03％提高到0．1％超临界CO2流体萃取最佳工艺条件与所采用的生产原料有一定关系；分子蒸馏温度为80～120℃；所得精油进行分析，检测出主体呈香成分为酯类物质，质量分数超过50％，相对分子质量主要集中在200—250关键词：玫瑰精油 超临界CO2萃取 分子蒸馏1 引言1.1 玫瑰花及玫瑰精油的简介玫瑰为蔷薇科蔷薇属植物，直立落叶灌木，是一种良好的观赏植物和经济植物，花含甜润的香气玫瑰具有理气、活血、美容养颜、收敛等作用其天然提取物——玫瑰精油为鲜花油之冠，具有优雅、柔和、细腻、甜香若蜜的特点；其价格昂贵，素有“液体黄金”之美称是最常用的名贵花香原料，被广泛地应用于食品、高档化妆品及烟草中，具有良好的市场前景1.2 玫瑰精油的价值玫瑰精油具有多种药理作用，在本草纲目中已有记述日：“玫瑰花入肝，散脓疡，行血活血”玫瑰油有解郁的医疗效果，有抚慰和松弛作用，可用于抗焦虑、抑郁和神经紧张；玫瑰精油还具有通便、利尿、轻微的镇定作用以及抗组胺和抗菌作用；此外玫瑰精油对大鼠有促进胆汁分泌作用。

大量研究表明，玫瑰精油中含大量的烷烃、香茅醇、香叶醇、橙花醇、丁子香酚甲醚、单萜和倍半萜等多种化合物玫瑰精油长期以来一直是国际食品工业市场流行的花型香精油之一，主要可用于软饮料、糖果、冰淇淋、调味料、保健食品等在化工方面可用来生产高级香料、高级化妆品，市场价格昂贵，需求量十分巨大传统的水蒸汽蒸馏法和有机溶剂萃取法对精油提取率低，并且高温操作条件下对成分破坏严重而超临界萃取具有操作温度低、选择性好、分离一步完成、萃取无残留等特点玫瑰精油的高效提取，必将成为玫瑰转化增值新的发展方向1.3 超临界流体萃取技术当流体的温度和压力分别超过其临界温度和临界压力时，则称该状态下的流体为超临界流体超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的流体具有特异的溶解能力而发展起来的一种新型分离技术超临界萃取避免了水蒸气蒸馏过程中热敏组分的分解，以及可能的水解和水增溶作用造成组分的流失与有机溶剂提取相比，超临界二氧化碳(类似亲酯性溶剂)还具有高选择性和溶解能力可调的优点超临界CO2提取玫瑰精油是利用超临界流体所具有的良好的传热和传质性能来提取玫瑰精油的一种新技术，其典型工艺流程如图1所示冷却升压原料萃取分离CO2产品图1 超临界CO2流体萃取技术典型工艺流程2 材料和设备2.1 材料玫瑰花 经真空冷冻干燥，粉碎过筛备用食用级CO2 纯度99.9%2.2 仪器设备HA121—50—O1型超临界CO2萃取仪 江苏南通华安超临界设备有限公司FD-1型真空冷冻干燥机 沈阳新阳真空冷冻干燥设备有限公司电子天平 上海电子天平厂电动粉碎机 沈阳机械厂3 操作方法3.1原料的制备3.1.1 干玫瑰花的制备将花瓣经24h真空冷冻干燥处理(平均含水量6％)，粉碎，过筛备用。

真空冷冻干燥机的结构性能参数为:冻干面积:0.06m2；捕水能力:1.5kg/24h；冷凝温度:<-45℃；真空度:<20 Pa3.1.2玫瑰醇提浓缩液的制备称取当日采摘的花瓣，按乙醇与鲜花重量2：1的比例室温下浸提48小时后，用纱布将花内的浸提液挤出，再对浸提液浓缩，先常压后减压，温度为75℃直到不再有冷凝液生成时停止实验，收集浓缩液3.1.3 玫瑰浸膏的制备称取以上玫瑰醇提浓缩液，按l：l的比例加入石油醚溶剂进行萃取，带溶液分层后，用分液漏斗将上下层分布收集，然后将上层(醚层)收集液放入旋转蒸发器内浓缩，先常压后减压，浓缩温度不超过55"C，直到无冷凝液流出，且溶剂几乎蒸发完全，剩余产物为浸膏为止，即得到玫瑰浸膏3.2 工艺流程基本工艺路线（循环）：CO2钢瓶—冷却系统(冷却)—高压泵（升压）—萃取釜（超临界CO2流体萃取）—分离釜I—分离釜Ⅱ—精馏柱（分子蒸馏技术精制)—玫瑰精油3.3 工艺条件不同的玫瑰原料在生产玫瑰精油时，应采取不同的工艺条件；在此将别人在科学实验中得到的不同玫瑰原料生产玫瑰精油的最佳工艺条件列出，如表1原料萃取温度/℃萃取压力/MPa萃取时间/hCO2浓度分离条件收率/％干花瓣40161.518L/h0.57干花膏60252600L/h4-5MPa,60℃0.45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鲜花35200.57MPa,40℃表1 超临界CO2 萃取玫瑰精油主要工艺条件和工艺3.4 HA121—50—O1型CO2超临界萃取仪操作步骤该设备采用一萃二分一柱循环式，主要由萃取釜、分离釜、精镏柱、CO2高压泵、副泵、制冷系统、CO2贮罐、换热系统、净化系统、流量计、温度、压力控制（保护）系统等组成。

主要步骤如下：1. 检查电源接线是否正常，检查冷冻箱水、各加热箱水是否足够（离箱盖2-3厘米左右，高温时水份蒸发快），检查CO2气瓶压力保证在5-6MPa气压，检查各管路接头及连接部位是否牢靠2. 依次打开总电源、制冷、冷循环的开关，开始进行制冷然后进行萃取器、分离器Ⅰ、Ⅱ的温度设定，开始进行升/变温操作如果需要精馏操作，则进行精馏1、2、3、4的温度设定）3. 打开CO2进气阀门，并观察CO2罐压力在4以上打开CO2泵进气阀（大开），并放气5S将仪器面板所有阀门都关上，然后依次打开阀门2、3、5、7、9、10、13、12、1（其余阀门仍保持关闭）萃取罐未打开情况下)（当进行精馏操作时，需依次打开阀门2、3、5、7、6、18、8、10、13、12、14. 至萃取温度达到设定温度、制冷机达到设定温度停止制冷时，依次关阀门3、5，然后打开阀门4，慢慢放空直至萃取罐压力为0打开萃取盖，装料，盖上盖子，关阀门4慢慢打开阀门3，进CO2气，直至萃取罐和CO2储罐压力相等，开阀门4，排气5-10s，然后关阀门4然后关阀门5（CO2流量控制在50L/h以下），使萃取罐升至所需压力，然后慢慢打开阀门7，微调阀门7使萃取罐保持所需压力（依次全打开阀门3、5，开泵Ⅰ开关，点击run 按钮，慢慢关阀门7提升萃取罐压力，直至升至萃取罐所需压力。

注意：压力在10Mpa以下时升压速度很慢萃取罐压力稳定后，关闭阀门10提升分离Ⅰ压力，直至达到所需压力，并保持稳定此时，已经达到萃取所需要条件，萃取开始，计时5. 萃取后15min内或更长时间，一般收集2次萃取物（主要含有杂质）直至无杂质后，然后每隔一段时间（20-30min）打开分离Ⅰ下部阀门，收集萃取物直至到达实验所需要萃取时间，实验完成6. 关泵Ⅰ-点击 stop 按钮，依次慢慢打开（CO2流量控制在30L/h以下）阀门10、7（或5），使萃取罐、分离Ⅰ压力与储罐压力相等注意：面板CO2泵压力降速较慢，直至各个压力表示数均与储罐压力相等一般全打开阀门10、5后，CO2流量低至2L/h以下时，直至流量为0说明已经将管道中CO2压入储罐中关闭阀门3、5，慢慢打开阀门4，排空至萃取罐压力为07. 逆时针旋开萃取罐盖，取出装料筒，倒出萃取后物料萃取过程完毕8. 如果需要再进行下一批次的萃取操作，则进行相应萃取器、分离器Ⅰ、Ⅱ的温度设定，直至到达相应设定温度装料，然后进行前面4、5、6、7步骤的相关操作9. 如果不继续进行萃取操作，则关闭萃取器、分离器Ⅰ、Ⅱ开关，关闭制冷、冷循环开关，最后关总电源。

操作结束较长时间不进行萃取操作需要关阀门2，关闭CO2泵进气阀、CO2进气阀门10. 一般每一个月要开机一次，（可不用加压，利用钢瓶气压即可），冲洗一下管道和罐，同时加热热水器将得到的不同的玫瑰原料装入超临界萃取仪的萃取缸中，按照以上流程和不同的工艺条件（表1）分别调整好CO2钢瓶、萃取缸、分离缸I、分离缸II以及精馏柱内等的温度和压力从温度、压力开始稳定时计时，2-4个小时后停机，分别从各缸和精馏柱内收集萃取产物和残液萃取完成后．从精馏柱收集到产物即为玫瑰精油4 萃取率的计算玫瑰精油的萃取率(mg／g)=精馏柱中收集的油重量／样品重量参考文献：[1]于珍,易元芬,吴玉,等.几种玫瑰油化学成分及香气比较[J].精细化工,1994,16(1):75-80.[2]相宝荣.香精香料生产技术问答[M].北京:化学工业出版社,2002.117.[3]马希汉,王永红,胡亚云,等.精油玫瑰研究[J].西北林学院学报，2004,19(4):138-441.[4]陆生椿.超临界CO2萃取技术在香料上的应用[J].四川日化,1993,3(2):35-36.[5]李斌,孟宪军，刘辉.超临界CO2萃取玫瑰精油的研究[J].食品工业科技，2005,26(11):105-107.[6]韩荣伟,等.利用SFE—MD技术分离提纯玫瑰精油及其成分分析[J].精细化工，2006,23(6):553-557.[7]马希汉,王永红,尉芹,张广军.玫瑰精油提取工艺研究[J].林产化学与工业,2004,24(增):80-84.[8]何熹.玫瑰精油提取新工艺的研究及相关动物实验探讨[D]. 山东师范大学,2002.[9]张锋,王志样,史益强.玫瑰精油提取研究[J].化工时刊,2007,21(9)：70-75.[10]单银花,王志祥，等.玫瑰精油提取与纯化工艺研究进展[J].应用科技,2008,16(16)：15-17.[11]兰伟,孙起梦,董高飞.玫瑰花瓣的真空冷冻干燥试验[J].陕西科技大学学报,2008,26(5):63-67.。