超临界二氧化碳萃取葡萄籽油的分析研发.docx

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超临界二氧化碳萃取葡萄籽油的分析研发

分离工程期末论文

超临界二氧化碳萃取葡萄籽油的研究

ExtractionofGrapeSeedOilfromGrapeSeedwithSupercriticalCo2矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

学院：

化学工程学院

专业班级：

化学工程与工艺化工081

学生姓名：

翟仁荣

学号：

050811124

指导教师：

戴卫东（副教授）

2011年6月

期末论文中文摘要

超临界二氧化碳萃取葡萄籽油的研究

摘要：

葡萄籽油中富含亚油酸和其它不饱和脂肪酸，具有较高的食用和药用价值。

传统的葡萄籽油提取方法存在着收率低和溶剂残留的问题。

今基于对酿酒过程中废弃葡萄籽的开发利用，探讨了采用绿色洁净分离技术——超临聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

界流体萃取技术从废弃葡萄籽中萃取葡萄籽油的可行性，重点考察了萃取温度、萃取压力、CO2用量及不同原料对葡萄籽油产率的影响。

研究表明萃取压力对产率的影响较温度显著，实验确定适宜工艺条件为萃取温度55。

C，萃取压力30MPa。

此条件下以张裕酒厂提供的籽为原料所得产率为9,71％，同时气相色谱分析表明，葡萄籽油产品中含有72．05％的亚油酸。

另外，分别以三种不同来源的葡萄籽为原料进行实验，研究显示，葡萄籽油产率随原料不同而存在一定差异，产率较高者可达13．51％。

残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

关键词：

葡萄籽；葡萄籽油；超临界流体萃取；分离；二氧化碳

期末论文外文摘要

ExtractionofGrapeSeedOilfromGrapeSeedwithSupercriticalCo2酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

Abstract：

Grapeseedoilcontainsquantitativelinoleicacidandotherunsaturatedfattyacidswhichcanbeusedasfoodandalsohavehighofficinalvalue．Thetraditionalmethodsofextractinggrapeseedoilhavesomedefectssuchasthelowyieldandthesolventresidue．Inordertomakefulluseoftheabandonedgrapeseedsinvintageprocessandtoavoidthementioneddefects，thefeasibilityofextractionofoilfromthegrapeseedswithsupercriticalfluidCO2wasstudied．Theinfluencesofextractiontemperature，extractionpressure，theamountsofCO2usedandthediferentgrapeseedsontheextractionyieldofgrapeseedoilwereinvestigated．Theresultsshowthattheextractionpressurehasmoreremarkableefectontheyieldtlianthetemperature，theextractionyieldofoilisupt09．7l％whenusingtheseedsofferedbyChangyuPioneerWineCo．Ltd．andthesuitableextractiontemperatureis55。

Candtheextractionpressureis30]V[Pa．GCanalysisoftheoilproductshowsthattheproductcontains72．05％linoleicacid．Theexperimentsweredonerespectivelyusingthematerialsfromthreedifferentsources，andthecorrespondingyieldsofgrapeseedoilhavesomediferencesamongthethreematerialsandthehighestyieldisupto13．51％．彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

Keywords：

grapeseed；grapeseedoil；supercriticalfluidextraction；separation；carbondioxide謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

1引言

葡萄是世界上产量最大的水果之一，我国有着丰富的葡萄生产基地及酿酒行业。

葡萄酒酿制过程中会产生大量副产物如葡萄籽和葡萄皮渣，目前国内大多将其免费或廉价出售给农民作饲料或肥料。

厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

葡萄籽含有约10％～15％左右的葡萄籽油，其主要成分为亚油酸、亚麻酸等多种不饱和脂肪酸。

其中亚油酸含量高达45％～72％，亚油酸具有调节血液胆固醇、治疗和预防动脉硬化等作用。

因此，葡萄籽油不仅可供食用作色拉油和烹调油，而且具有药用开发价值。

另外，葡萄籽中还富含另一重要成分原花青素。

近年来原花青素用于治疗心血管疾病受到越来越多的关注，并风靡欧洲、日本及美国草药市场，成为最受美国公众青睐的十种植物药之一。

因此充分利用现有的葡萄籽资源开发其食用和药用成分具有广阔的市场前景和可观的经济、社会效益。

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一直以来葡萄籽油多采用压榨法或溶剂萃取法提取。

其中压榨法产品损失较多，收率低；而溶剂萃取法虽然可获得较高的收率，但产品质量不够稳定且不可避免地存在着溶剂残留问题。

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近年来随着人们对环保以及自身健康意识的加强，崇尚自然成为一种潮流和时尚。

“回归自然”的世界潮流和医药现代化的发展为天然药物的开发提供了前所未有的机遇。

应用高新技术进行天然产物的研究开发及产业化以保证生产的“安全、高效、稳定、可控”是医药现代化需解决的关键问题。

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超临界流体萃取是近年来兴起的新型分离工艺。

由于它具有低耗、高效、无污染、操作简单、易控等优点，已在食品、医药、化工、生化等领域显示了广阔的应用前景。

将超临界流体技术用于萃取葡萄籽油克服了传统压榨法和溶剂萃取法的缺点，是一种绿色、高效的洁净工艺。

现已得到越来越多的关注与研究，，目前国内‘。

和国外‘各有一篇文献报导应用超临界萃取技术提取葡萄籽油的可行性研究，但迄今为止国内葡萄籽油的生产未见大型工业化报导。

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2超临界流体技术的发展

2．1超临界流体技术的发展

超临界流体萃取（SupercriticalFluidExtraction,SFE）技术是20世纪70年代以后迅速发展起来的一种新型的化工分离技术。

这项技术综合了溶剂萃取和蒸馏的特点及功能，通过控制体系温度和压力的变化，使处于超临界状态下的流体对某些有机物的溶解度可以增加几个数量级，近年来SFE技术成为了一个热点研究领域。

有关超临界现象的研究最早始于19世纪初。

1821年，法国科学家CharlesCagniarddelaTour发现了物质的临界温度，在此温度之上物质不再呈气态或液态，而是以一种特殊的流体存在。

1861年，ThomasAndrews测得了二氧化碳的临界点数据。

1879年，HannayJ．B．和HogarthJ．通过测定金属卤化物在超临界四氯化碳流体中的溶解度揭示了超临界流体极强的溶解性，这种现象引起了科学家们极大的关注，并由此拉开了超临界流体萃取技术研究的序幕。

Messmore在1947年报导了采用超临界流体技术从石油中除去沥青的专利，奠定了SFE应用的基础。

关于超临界流体早期的研究主要集中在相行为变化和溶剂性质上。

1955年，美国的Todd和Elgin提出了将超临界流体的溶解特性应用于分离过程中的可行性，从而推动超临界流体萃取技术的研究进入了实用开发阶段。

20世纪70年代初，德国的Zosel博士研究用超临界二氧化碳从咖啡豆中脱除咖啡因，使得该工艺成为超临界流体萃取领域的第一个工业化项目。

1978年，第一次“超临界流体萃取技术”的国际会议在联邦德国的Essen召开。

这次会议对超临界流体的研究产生了巨大影响，促进了超临界技术在分离过程基本原理及相平衡理论、测试手段、基础数据及其应用范围、设备结构和设计方法等方面的研究。

同年，德国的Hag．AG公司建成了世界上第一家以SFE技术脱除咖啡因的工厂，超临界萃取技术正式开始了在工业领域的应用。

自此，超临界流体萃取技术无论是在基础理论研究方面还是在工艺和设备设计方面都进入了高速发展的阶段。

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2．2超临界流体的基本概念和理论

2．2．1超临界流体的基本概念

所谓超临界状态是指物质的温度和压力的都处于临界温度（Tc）和临界压力（P。

）以上的状态。

处于超临界状态的流体即为铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。

从物理化学意义上来说，临界温度可以认为是物质能够被液化的最高温度，而临界压力则是物质能够被气化的最大压力。

因此我们可以把超临界状态看作是物质的气化和液化过程同时进行、相互竞争并达到平衡的一种状态。

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超临界流体具有十分独特的理化性质，如图1—1所示。

它的密度接近于液体，因而对溶质有很强的溶解能力。

而黏度和扩散系数比液体大的多，更加接近于气体，因而具又有良好的传质性能。

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2．2．2超临界流体的选择

从理论上讲，可以作为超临界流体萃取溶剂的物质有很多，常见的有二氧化碳、

烷烃、烯烃、甲醇、乙醇、苯、甲苯、氨、氮气、氩气、氙气、水等。

我们这里采用超临界二氧化碳萃取葡萄籽油。

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表1—2一些常见的物质临界性质

物质名称

临界温度/℃

临界压力/MPa

临界密度/g/cm³

二氧化碳

31.06

7.39

0.488

甲烷

-83

4.6

0.16

乙烷

32.4

4.89

0.203

乙烯

9.5

5.07

0.20

丙烷

97

4.26

0.220

丙烯

92

4.67

0.23

n-丁烷

152

3.80

0.228

n-戊烷

196.6

3.37

0.232

n-己烷

234.2

2.97

0.234

甲醇

240.5

7.99

0.272

乙醇

243.4

6.38

0.276

异丙醇

235.3

4.76

0.27

苯

288.9

4.89

0.302

甲苯

318

4.11

0.29

氨

132.3

11.28

0.24

水

374.2

22.00

0.344

二氧化硫

157.6

7.88

0.525

氟

132.3

11.10

0.24

由上表中所列物质的临界数据我们可以看出，二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的临界条件比较温和：

临界压力小于8Mpa，临界温度小于100℃，具有作为作超临界萃取溶剂使用的可能性；烃类物质的临界压力均小于5．07Mpa，对设备的要求相对比较低；但另一方面，烃类有机物的临界密度也比较小，平均只有二氧化碳临界密度的50％左右。

由于超临界流体对溶质的溶解性能很大程度上与流体密度相关，一般随密度的增大而升高，因此我们可以认为，超临界二氧化碳比烃类物质的溶解能力更强。

在表中所列出的物质中，