第第七七 章 功能食品加工技术 章 功能食品加工技术

第第七七 章 功能食品加工技术 章 功能食品加工技术

第一节 一般分离技术第一节 一般分离技术

第二节 膜分离技术第二节 膜分离技术

第三节 超微粉碎技术第三节 超微粉碎技术

第四节 微胶囊化技术第四节 微胶囊化技术

第五节 超临界第五节 超临界 CO2CO2 萃取、精制技术萃取、精制技术

一、分离概念一、分离概念 分离是食品加工中的一个主要操作，它是依据某些理化原理将一种中间产品中的不同组分分离。 例如：蒸发技术即通过发生汽化作用使蒸汽与液体分开。 超滤是一种依据分子大小来分离食品组分的分离技术。 其它分离方法包括干燥和冷冻浓缩。

第一节 一般分离技术第一节 一般分离技术

（一）过滤

（二）压榨 （三）离心

二、食品的物理机械分离

机械分离   分离因子 分离原

理 举例

沉降 重力 密度差 水处理 离心 离心力 密度差 油精制、牛乳脱脂

旋风分离 惯性流动力

密度差 喷雾干燥

过滤 过滤介质 粒子大小

除菌、油喷雾干燥果汁澄清、颗粒分

离 压榨 机械力 压力下

液体流动

油脂生产

( 一 ) 过滤 过滤是利用一种能将悬浮液中固体微粒截留，而液体能自由通过的多孔介质，在一定的压力差的推动下，而达到分离固液二相的目的。属于机械分离操作。

（二）压榨

压榨可以定义为从半固体物料中加压，而使液体排出的操作。

（三）离心

将液 - 固、液 - 液、液 - 液 - 固相所组成的混合物用离心方式加以分离的操作过程。目的回收有价值的固相或液相、或两相都回收。一般采用离心机离心。

图 8: 立式过滤离心机

三、食品的扩散平衡分离 （一）结晶

（二）蒸馏 （三）吸收 / 汽提 （四）浸提 （五）吸附 （六）离子交换

平衡分离   分离因子 分离原理 举例

蒸发 热 蒸汽压差 液体浓缩 蒸馏 热 蒸汽压差 芳香回收

结晶 冷却或蒸发 溶解度或熔点 糖精制、冻结产品

干燥 热 水蒸发 食品脱水 冷冻干燥 热 冻结 / 升华 食品干燥 反渗透 压力 / 膜 膜渗透性 果汁浓缩 超滤 压力 / 膜 膜渗透性 乳清粉生产、牛乳浓缩

汽提 非挥发气体（蒸汽）

溶解度差 油脂脱臭

浸提 溶剂 有择溶解度 油提取、蔗糖抽提

吸附 固体吸附剂 吸附势 油脂脱色 离子交换 固体树脂 离子亲和力 乳清脱盐、水软化

（一）结晶 结晶指从均匀相中形成固体颗粒的过程。包括由蒸汽转化变成的固体，液体熔化物的凝固和液体溶液的结晶析出过程。是制备纯物质的有效方法。

（二）蒸馏

蒸馏是分离均相液体混合物的一种方法。蒸馏分离的依据是，根据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分离。其中较易挥发的称为易挥发组分（或轻组分）较难挥发的称为难挥发组分（或重组分）。

（三）吸收 / 汽提 通过将一种组分选择性吸收或溶解到液体中来除去蒸汽相中的少量杂质，被称为吸收。如：除去空气中的氨或硫化氢。

通过选择性吸收到气流中来除去液相中的杂质称为汽提。如：植物油的脱臭。

（四）浸提 / 萃取

当固态原料中的一种组分被 溶解在液体溶剂中时，这种 组分就被提取，这就称作为 浸提或固液抽提（萃取）。

（五）吸附 用多孔性固体物质，使水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。

具有吸附能力的多孔性固体物质称为吸附剂，而水中被吸附的物质则称为吸附。

（六）离子交换

离子交换也是一种表面现象，即树脂表面的离子与液相中含有的其他离子进行交换。这种交换的推动力是由于不同种类离子的吸附能差。离子交换就是树脂上已经存在的吸附能较弱的一种离子被溶液中有较高吸附能的一种离子所取代。

第二节 膜分离技术

一、膜分离技术 1 、膜分离的基本概念 用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能

量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法，统称为膜分离，也称微孔过滤。是一种使用半透膜的分离方法。

2 、膜分离的特点① 具有选择透过性；②具有两个界面；③不发生相变化；④在常温下进行，适用于热敏性物质、酶、果汁等分离浓缩；⑤适应范围广，有机物、无机物，从病毒到微粒等。

3 、膜分离的发展膜分离过

程国家 年份 应用

微滤 德国 1920 实验室规模超滤 德国 1930 实验室规模

血液渗析 荷兰 1950 人工肾 ( 实验室规模 )

电渗析 美国 1955 脱盐 ( 工业规模 )

反渗透 美国 1960 海水淡化 ( 工业规模 )

超滤 美国 1960 大分子浓缩 ( 工业规模 )

气体分离 美国 1979 氢气回收 ( 工业规模 )

膜蒸馏 德国 1981 水溶液浓缩 ( 工业规模 )

渗透汽化 德国 / 荷兰

1982 有机溶剂脱水 ( 工业规模 )

4 、膜与膜分离技术的分类

膜按膜微观结构分： 对称膜、不对称膜、复合膜、多层 复合膜等。

膜按膜宏观结构分： 平板膜、卷式膜、管式膜、毛细管膜、

中空纤维等。

5 、膜分离的过程及其应用领域颗粒尺寸mnm

分子量

原子/离子范围

0.0011.0

0.0110

0.1100

1.01000

小分子范围 大分子范围 微粒子范围 大粒子范围

100 200 1000 100,000 500,000

盐溶液

溶质

膜分离过程

硅胶颗粒 酵母细胞病毒 细菌金属离子蛋白质

糖微溶质

电渗析扩散渗析反渗透

渗析

气体分离渗透蒸发

10.010000

微滤超滤

纳滤

6 、分离用膜

（ 1 ）纤维素酯系膜

（ 2 ）聚酰亚胺膜

（ 3 ）聚砜系膜

膜

稀相2 浓相1

溶剂

膜

稀相2 浓相1

(a)(b)

膜

稀相2 浓相1

(c)

P

溶剂

反渗透和纳滤7 、膜分离的基本方法及其原理

反渗透原理：当用一个半透性膜分离两种不同浓度的溶液时，膜仅允许溶剂分子通过。由于浓溶液中溶剂的化学位低于它在稀溶液中的化学位，稀溶液中的溶剂分子会自发地透过半透膜向浓溶液中迁移。

渗透过程示意图

连续加水 在重过滤中保持体积不变

透过液

UF膜

7 、膜分离的基本方法及其原理 超滤

连续式重过滤操作示意图

被分离的溶液借助外界压力的作用，以一定的流速沿着具有一定孔径的超滤膜面上的流动，让溶液中的无机离子、低分子物质透过膜表面，把溶液中的高分子、大分子物质、胶体、蛋白质、细菌等大分子截留下来，从而实现分离与浓缩的目的。

7 、膜分离的基本方法及其原理 电渗析

电渗析过程原理示意图

7 、膜分离的基本方法及其原理 电渗析是在外电场的作用下，利用一种特殊膜

（称离子交换膜）对离子具有不同的选择透过性而使溶液中的阴、阳离子与其溶剂分离。由于溶液的导电是依靠离子迁移来实现的，其导电性取决于溶液中的离子浓度和离子的绝对速度。离子浓度愈高，离子绝对速度愈大，

遇溶液的导电性愈强即溶液的 电阻率愈小。

8 、膜在食品工业中的典型应用 （ 1 ）从乳清中回收蛋白质（ 2 ）在饮料中的应用（ 3 ）在豆制品工艺中的应用 （ 4 ）在纯水制造工业中的应用（ 5 ）其它食品工业中的应用 a 、淀粉加工 b 、制糖工业废水处理 c 、动物血液处理 d 、蛋清的浓缩 e 、酒和含酒精饮料的精制

一、简介超微粉碎是近 20 年迅速发展起

来的一项高新技术，能把原材料加工成微米甚至纳米级的微粉，已经在化工、医药、食品、农药、化妆品、染料、涂料、电子、航空航天等许多领域得到了广泛的应用。

第三节 超微粉碎技术第三节 超微粉碎技术

超微粉碎一般是指将 3mm 以上的物料颗粒粉碎至 10～ 25μm以下的过程。由于颗粒的微细化导致表面积和孔隙率的增加，超微粉体具有独特的物理化学性能，例如良好的分散性、吸附性、溶解性、化学活性等，因此应用领域十分广泛。

二、应用 1. 在中药加工中的应用 中药的超微粉碎，当前主要指细胞级粉碎，即指以动植物类药材细胞壁为目的的粉碎作业。运用现代超微粉碎技术，可将原生药粉碎到 5～10μm 以下，在该细度条件下，一般药材细胞的破壁率≥ 95% ，从而表现出增加药物吸收率，提高药效，节省原料等优势。

2. 在食品加工中的应用 在软饮料加工、果蔬加工、粮油加工、水产品加工、功能性食品加工行业、巧克力生产、调味品加工等领域都有应用。经超微粉碎技术加工后的茶粉、面粉、珍珠粉、骨粉等产品具有易于吸收、口感好等优点。

3. 在生物制品中的应用 如用聚山梨酯 -80修饰的纳米粒，

能促使多肽类药物透过血 -脑脊液屏障。

4. 其他方面的应用 如磁带用磁粉，涂料用 TiO2 等的

超微粉已引起人们的重视。

三、主要设备及其应用 1. 机械冲击式粉碎机 粉碎效率高、粉碎比大、结构简单、运转稳定，适合于中、软硬度物料的粉碎。

这种粉碎机不仅具有冲击和摩擦两种粉碎作用，而且还具有气流粉碎作用，产品细度一般可达到 d97＝ 10μm ，配以高性能的精细分级机后可以生产 d97 ＝ 5～ 10 μm的超细粉体产品。

由于是高速运转，要产生磨损问题，此外还有发热问题，对热敏性物质的粉碎要注意采取适宜措施。

2. 气流粉碎机 原理：以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的

超音速高湍流气流作为颗粒的载体，颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用，从而达到粉碎的目的。

与普通机械冲击式超微粉碎机相比，可将产品粉碎得很细 (d97 产品粒度可达 2 ～40μm) ，粒度更均匀；又因为气体在喷嘴处膨胀可降温，粉碎过程没有伴生热量，所以粉碎温升很低。这一特性对于低熔点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。

3. 普通球磨机 是用于超微粉碎的传统设备，其特点

是粉碎比大、结构简单、机械可靠性强、磨损零件容易检查和更换、工艺成熟、适应性强，产品粒度可达 20～ 40μm 。但当产品粒度要达到20μm 以下时，效率低、耗能大、加工时间长。例如，将珍珠磨到几百目，要十几个小时。

4. 振动磨 原理：用弹簧支撑磨机体，由内带有偏心块的主轴

使其振动，运转时通过介质和物料的一起振动，将物料进行粉碎。

特点：介质填充率高〔一般为 60％～ 80％ ) ，单位时间内的作用次数高 (冲击次数为球磨机的 4～ 5倍 ) ，因而其效率比普通球磨饥高 10～ 20倍，而能耗比其低数倍。

通过调节振动的振幅、振动频率、介质类型、配比和粒径等可加工不同粒度和粒度组成的产品。

产品的平均粒径可达 2～ 3μm 以下，对于脆性较大的物质可比较容易的得到亚微米级产品。

近年来通过实践，振动磨日益受到重视，原因就是振动磨对某些物料产品粒度可达到亚微米级，同时有较强的机械化学效应，且结构简单，能耗较低，磨粉效率高，易于工业规模生产。

5. 搅拌磨 由球磨机发展而来，同普通球磨机相比，搅拌磨采用高转速和高介质充填率及小介质尺寸，获得了极高的功率密度，使细物料研磨时间大大缩短，是超微粉碎机中能量利用率最高、很有发展前途的一种设备。

在加工小于 20μm 的物料时效率大大提高，成品的平均粒度最小可达数微米。高转速搅拌磨机可用于最大粒度小于微米以下产品，在颜料、陶瓷、造纸、涂料、化工产品中已获得了成功。

目前高转速搅拌磨在工业上的大规模应用有处理量小和磨损成本高两大难题。随着高性能耐磨材料的出现，相信这些问题都能得到解决。

四、前景展望 1. 进一步开发保健滋补中药超微粉体 如大枣、龙眼肉、枸杞子等药食兼用的中药和花粉、孢子类等来源稀少、价格昂贵的滋补中药可提高疗效。

2. 开发新型的超微细中药散剂 目前散剂的加工技术多数水平较低，粉粒较大且不均匀，不利于药物的充分吸收，甚至产生局部刺激作用。采用超微粉碎技术可提高产品质量和提高药效。

3. 逐步开发超微细中药粉体疗效型化妆品及日用品

如中药祛斑霜、中药美唇膏等前景十分可观。

4. 超微细胞与药物研制成新型的靶向制剂

将为一些疗效好而不良反应大的药物 开发与利用找到新的出路。

5. 促进食品工业的深加工，提高产品附加值

提高食品的口感，且有利于营养物质的吸收；原来不能充分吸收或利用的原料被重新利用，配制和深加工成各种功能食品，开发新食品饮料，增加食品品种，提高资源利用率。

第四节 微胶囊化技术第四节 微胶囊化技术Microencapsulation processesMicroencapsulation processes

它是将固体、液体或气体包裹在一个微小的胶囊中。包封用的壁壳称为壁材；被包的囊芯称为芯材，芯材可以是单一的，也可以是复合的。囊壁厚度一般为0.1～ 200μm之间，微胶囊的粒子大小，因制备工艺及用途不同而不同，理论上可以制成 0.01μm～ 1000μm 的微胶囊。

微胶囊技术基础微胶囊技术基础

•微胶囊的心材与壁材•微胶囊化方法的分类•微胶囊化方法选择的依据•微胶囊化的步骤•微胶囊的功能

微胶囊化的方法微胶囊化的方法

•喷雾干燥法喷雾干燥法•喷雾冷却法和喷雾冷冻法喷雾冷却法和喷雾冷冻法•空气悬浮成膜法空气悬浮成膜法•挤压法挤压法•凝聚法凝聚法•复相乳液法复相乳液法•熔化分散与冷凝法熔化分散与冷凝法•囊心交换法囊心交换法•粉末床法粉末床法•界面聚合法界面聚合法•原位聚合法原位聚合法•锐孔锐孔 -- 凝固浴法凝固浴法•包结络合物法包结络合物法

•微胶囊化香料和风味料微胶囊化香料和风味料•微胶囊化酸味剂微胶囊化酸味剂•微胶囊化酶制剂和微胶囊化微胶囊化酶制剂和微胶囊化细胞细胞•微胶囊化防腐剂微胶囊化防腐剂•固体饮料固体饮料•胶囊饮料胶囊饮料•用用 β-β- 环糊精制取速溶茶环糊精制取速溶茶•用用 β-β- 环糊精脱除食品胆固醇环糊精脱除食品胆固醇•其他方面的应用其他方面的应用

微胶囊制品的制备及其在食品中的应用

类别 壁材 特点

天然高分子材料

明胶、阿拉伯胶、虫胶、紫胶、淀粉、糊精、蜡、松脂、海藻酸钠、玉米朊

无毒、稳定、成膜性好

半合成高分子材料

羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素

毒性小，粘度大，成盐后溶解度增加，但易水解，不耐高温，需临时配制

全合成高分子材料

聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚醚、聚脲、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、聚硅氧烷

成膜性好、化学稳定性好

无机材料 铜、镍、银、铝、硅酸盐、玻璃、陶瓷

微胶囊制备过程中常用的壁材 微胶囊制备过程中常用的壁材

微胶囊的基本制备流程微胶囊的基本制备流程

Microencapsulation processesMicroencapsulation processes

•Spray drying喷雾干燥法喷雾干燥法•Air suspension coating空气悬浮成膜法空气悬浮成膜法•Extrusion挤压法挤压法•Spray cooling and Spray chilling喷雾冷却法和喷雾喷雾冷却法和喷雾急冷法急冷法•Coacervation (phase separation)凝聚凝聚•Centrifugal extrusion

•Rotational suspension separation

•Inclusion complexation包结络合物法包结络合物法

Spray dryingSpray drying

Spray drying system

Air suspension coatingAir suspension coating

Schematic of a conventional air suspension system

ExtrusionExtrusion

Schematic of extrusion process

Spray cooling and Spray chillingSpray cooling and Spray chilling

•Spray cooling

45 ～ 67℃

•Spray chilling

32～ 42℃

Spray drying system

Coacervation (phase separation)Coacervation (phase separation)

•Simple coacervationSimple coacervation

•Complex coacervationComplex coacervation

Schematic flow diagram of encapsulation process based on phase separation

Centrifugal extrusionCentrifugal extrusion

Particle encapsulated by centrifugal extrusion

(Benoit et al., 1996; Dziezak, 1988)

Rotational suspension separationRotational suspension separation

Rotational suspension separation system

(Benoit et al., 1996; Dziezak, 1988)

Inclusion complexationInclusion complexation

β-Cyclodextrin molecule with planar representation of structure (Dziezak,1988) β-β-环糊精环糊精

Encapsulated ingredientsEncapsulated ingredientsEncapsulated saltEncapsulated salt

•Wall material:Wall material:

Hydrogenated soybean oilHydrogenated soybean oil

•Application:Application:

Meat, baking, snake food, pizza…Meat, baking, snake food, pizza…

氢化处理

Bifidobateria Bifidobateria （双歧杆菌）（双歧杆菌）

•Core: Bifidobacterium pseudolongum

•Wall: CAP (cellulose acetate phthalate)

Method: Coacervation (phase separation)

胃液胃液 Gastric juice: pH 1.33Gastric juice: pH 1.33

肠液肠液 Intestinal juice: pH 7.43Intestinal juice: pH 7.43

MRSMRS肉汤肉汤MRS broth: pH 6.06MRS broth: pH 6.06

蛋白胨蛋白胨 Peptone water: pH 7.13Peptone water: pH 7.13

醋酸纤维素 , 纤维素乙酸酯 ;邻苯二甲酸盐 ( 或酯 )

酞酸盐 ( 或酯 )

VitaminsVitamins

•Microencapsulated vitamins:Microencapsulated vitamins:

Vit. A, B1, B2, B3, B6, B12, C, D2, Vit. A, B1, B2, B3, B6, B12, C, D2, D3, E, K, Biotin, Folic Acid and D3, E, K, Biotin, Folic Acid and 维生素维生素 H, H, 生物素 生物素 \ \ 叶酸叶酸 , , 维生素维生素 BB

Calcium Pantothenate, etc.Calcium Pantothenate, etc.泛酸钙泛酸钙

•Applications:Applications:

Microencapesulation provides Microencapesulation provides stability, tastemasking, prevents stability, tastemasking, prevents interactions and is suitable for capsule interactions and is suitable for capsule filling, tableting and different food filling, tableting and different food applications.applications.

MineralsMinerals

•Microencapsulated minerals:Microencapsulated minerals:

Iron, copper and iodine, etc.Iron, copper and iodine, etc.

•Applications:Applications:

Microencapesulation provides taste Microencapesulation provides taste masking, avoid interactions and improve masking, avoid interactions and improve stabilitystability

•Microencapsulated amino Microencapsulated amino acids:acids:

MethionineMethionine 蛋氨酸蛋氨酸 , valine, valine 缬氨酸缬氨酸 , , cysteinecysteine 半胱氨酸半胱氨酸 , leucine, leucine 亮氨酸亮氨酸 , , isoleucineisoleucine 异亮氨酸异亮氨酸 , glutamine, glutamine 谷氨酸盐谷氨酸盐 , , etc.etc.

•Applications:Applications:

Tablets, capsules, dry mixes and Tablets, capsules, dry mixes and nutritional food applicationsnutritional food applications

Amino acidsAmino acids

The unpleasant taste of amino acids is The unpleasant taste of amino acids is perfectly masked to produce “a user perfectly masked to produce “a user friendly” amino acid which can be consumed friendly” amino acid which can be consumed in large doses.in large doses.

FlavorFlavor

•Reduce the reactivityReduce the reactivity of the core with regards to the of the core with regards to the outside environment;outside environment;•DecreaseDecrease the evaporation or transfer rate of the core the evaporation or transfer rate of the core material to the outside environment;material to the outside environment;•PromotePromote the ease of handling of the core material; the ease of handling of the core material;•Control the releaseControl the release of the core material; of the core material;•Taste maskTaste mask 风味掩饰风味掩饰 the corethe core

Micrograph shows an encapsulated Micrograph shows an encapsulated oil using a starch-based productoil using a starch-based product

( Donald, 1998)( Donald, 1998)

AcidulantsAcidulants 酸化剂酸化剂

•Consistent controlConsistent control of the acid level of the acid level (pH) in fermented meats;(pH) in fermented meats;

•Production rate;Production rate;

•ProtectionProtection against microbial against microbial growth;growth;

•Excessive fermentation time Excessive fermentation time eliminatedeliminated 消除过多发酵时间消除过多发酵时间 ;;

•Easy to use;Easy to use;

•Improved shelf-lifeImproved shelf-life

相关研究相关研究

微胶囊应用微胶囊应用 芯材芯材 (Core)(Core) 制备方法制备方法 // 壁材壁材(Wall)(Wall)

离乳仔猪的整肠剂离乳仔猪的整肠剂 胰液胰液 (Pancreatin)(Pancreatin) CoacervationCoacervation

婴儿乳粉铁强化剂婴儿乳粉铁强化剂 硫酸亚铁硫酸亚铁 Spray dryingSpray drying

保健食品添加剂保健食品添加剂 BifidobacteriaBifidobacteriaSpray drying /Spray drying / 阿拉伯胶、阿拉伯胶、脱脂奶粉脱脂奶粉

保健食品添加剂保健食品添加剂 牛乳牛乳 IgGIgG //乳清蛋白、阿拉伯胶乳清蛋白、阿拉伯胶

保健食品添加剂保健食品添加剂 蛋黄蛋黄 IgYIgY //阿拉伯胶阿拉伯胶

保健食品添加剂保健食品添加剂 蛋黄液蛋黄液 //环状糊精、水解淀粉、酪环状糊精、水解淀粉、酪蛋白蛋白

超临界 CO2萃取是八十年代以来国际上取得迅速发展的分离新技术，以天然产物为原料生产较昂贵的纯天然产物。超临萃取具有萃取速度快、选择性好、提取分离可在室（低）温下进行、不存在溶剂残留污染、 CO2便宜等一系列优点，克服了传统的溶剂分离、水蒸汽蒸馏、压榨等分离方法存在的弊病，保存了天然产物原有的风味和营养成份，顺应了人们崇尚天然食品和回归大自然的世界潮流。超临界 CO2萃取技术主要应用在香料、食品和医药工业，对于一些用常规方法难以提取和纯化的物质，超临界萃取方法更能显示其独特的优势。

第五节 超临界第五节 超临界 CO2CO2 萃取、精制技术萃取、精制技术Supercritical Fluid COSupercritical Fluid CO

2 2 Extraction and Refining (SFE-Extraction and Refining (SFE-

COCO22))

超临界超临界 COCO22 的溶解能力的溶解能力　超临界状态下， CO2 对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性、沸点和分子量密切相关，一般来说由一下规律：1． 亲脂性、低沸点成分可在低压萃取 (104Pa), 如挥发油、烃、酯等。2． 化合物的极性基团越多，就越难萃取。3． 化合物的分子量越高，越难萃取。

超临界超临界 COCO22 的特点的特点1． CO2临界温度为 31.1℃ ，临界压力为7.2MPa ，临界条件容易达到。 2． CO2 化学性质不活波，无色无味无毒，安全性好。 3．价格便宜，纯度高，容易获得。

超临界流体萃取的特点超临界流体萃取的特点

　 1．萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器时，由于压力下降使得 CO2 与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不存在物料的相变过程，不需回收溶剂 , 操作方便；不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。

　 2．压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力的微小变化，都会引起 CO2密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化，可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离；因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化。

　

3．萃取温度低 , CO2 的临界温度为 31.265 ,℃临界压力为 7.18MPa, 可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发渡、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。

　 4. 临界 CO2 流体常态下是气体 , 无毒 , 与萃取成分分离后 , 完全没有溶剂的残留 , 有效地避免了传统提取条件下溶剂毒性的残留。同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染 , 100% 的纯天然。

　 5．超临界流体的极性可以改变 , 一定温度条件下 , 只要改变压力或加入适宜的夹带剂即可提取不同极性的物质 , 可选择范围广。

超临界流体萃取的特点超临界流体萃取的特点

前景前景

超临界 CO2萃取分离技术是一项获得健康、高品质产品和对环境友好的高新技术，随着人们对自身健康的重视和环保意识的日益提高，可以预料超临界 CO2萃取分离技术将得到广泛的工业应用， CO2萃取产品将成为人们喜爱的产品。

工艺流程及主要设备工艺流程及主要设备CO2 气体净化 ---- 压储装置 ---- 换热装置 ----萃取釜 ----解析釜 ----产品

中国科学院生态环境研究中心中国科学院生态环境研究中心超临界技术实验室

931931 型实验型实验室超临界流室超临界流体萃取仪体萃取仪(10(10 毫升毫升 ))

951951 型超临界流体萃取小试设备型超临界流体萃取小试设备(2(2升升 ))

TK TK 型 超临界流型 超临界流体萃取中试设备体萃取中试设备

(20(20 升升 ))

温州市中制药机械设备厂温州市中制药机械设备厂1.1. 萃取压力最高可达萃取压力最高可达 40Mpa40Mpa ；萃取温度为室温；萃取温度为室温

0℃~80℃0℃~80℃ ，分离温度为，分离温度为 -10℃~80℃-10℃~80℃ ；精馏温度为室；精馏温度为室温温 0℃~80℃0℃~80℃ ；上述参数也可根据用户进行适 当调整；；上述参数也可根据用户进行适 当调整；

2. 2. 设计有一个或多个萃取釜（设计有一个或多个萃取釜（ 11升、升、 24~100024~1000升）、分离升）、分离釜的不同组合方式，液体等物料的萃取研究和生产。 釜的不同组合方式，液体等物料的萃取研究和生产。

超临界流体萃取技术的应用超临界流体萃取技术的应用 1. 在食品方面的应用 　　目前已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、可可豆中提取油脂，这种方法比传统的压榨法的回收率高，而且不存在溶剂法的溶剂分离问题。2. 在医药保健品方面的应用　　在抗生素药品生产中，传统方法常使用丙酮、甲醇等有机溶剂，但要将溶剂完全除去，又不是要变质非常困难。若采用 SCFE 法则完全可符合要求。　　另外，用 SFE 法从银杏叶中提取的银杏黄酮，从鱼的内脏，骨头等提取的多烯不饱和脂肪酸（ DHA ， EPA ），从沙棘籽提取的沙棘油，从蛋黄中提取的卵磷脂等对心脑血管疾病具有独特的疗效 3. 天然香精香料的提取　 用 SFE 法萃取香料不仅可以有效地提取芳香组分，而且还可以提高产品纯度，能保持其天然香味，如从桂花、茉莉花、菊花、梅花、米兰花、玫瑰花中提取花香精，从胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料，从芹菜籽、生姜，莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油，不仅可以用作调味香料，而且一些精油还具有较高的药用价值。啤酒花是啤酒酿造中不可缺少的添加物，具有独特的香气、清爽度和苦味。传统方法生产的啤酒花浸膏不含或仅含少量的香精油，破坏了啤酒的风味，而且残存的有机溶剂对人体有害。超临界萃取技术为酒花浸膏的生产开辟了广阔的前景。

4. 在化工方面的应用 　　在美国超临界技术还用来制备液体燃料。以甲苯为萃取剂，在Pc=100atm, Tc=400-440℃条件下进行萃取，在 SFE 溶剂分子的扩散作用下，促进煤有机质发生深度的热分解，能使三分之一的有机质转化为液体产物。此外，从煤炭中还可以萃取硫等化工产品。 　　美国最近研制成功用超临界二氧化碳既作反应剂又作萃取剂的新型乙酸制造工艺。俄罗斯、德国还把 SFE 法用于油料脱沥青技术。还可以用于提取茶叶中的茶多酚；提取银杏黄酮、内酯；提取桂花精和米糖油。

5. 在天然药物研制中的应用

　　目前，国内外采用 CO2 超临界萃取技术可利用的资源有：紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等。　　在超临界流体技术中，超临界流体萃取技术 (Supercritical fluid extraction ， SFE) 与天然药物现代化关系密切。 SFE 对非极性和中等极性成分的萃取，可克服传统的萃取方法中因回收溶剂而致样品损失和对环境的污染，尤其适用于对温热不稳定的挥发性化合物提取；对于极性偏大的化合物，可采用加入极性的夹带剂如乙醇、甲醉等，改变其萃取范围提高抽提率。

超临界超临界 CO2CO2 萃取产品及其技术萃取产品及其技术

   * 香料类：桂皮油、茉莉花头香精油、桂花净油、丁香、八角油、小茴香油等 ；

  * 食品类：小麦胚芽油、姜油、芹菜籽油、芫荽籽油、花椒油、鱼油等；

  * 中草药类：丹参酮、厚朴酚、青蒿素、当归油、砂仁油、薏米油、紫苏籽油等 。

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