生物工程课程设计.docx

1、生物工程课程设计修改意见：1、注意格式。2、修改错别字和不规的标点符号。3、认真组织各段的语言文字使之通顺明了。4、对标注红字部分按要求修改。三要课 程 设 计 说 明 书课程名称： 生物工艺学设计题目：超临界CO2萃取月季挥发油院 系：生物与食品工程学院学生： 王 志 学 号：9专业班级：09生物工程指导教师： 关 现 军 2012年 05月 16日课 程 设 计 任 务 书设计题目超临界CO2萃取月季挥发油学生王志所在院系生物院专业、年级、班09生物工程（2）班设计要求：1、设计题目选择要求紧扣生物工艺学相关教学容和生产实际2、要充分查阅相关背景资料，了解相关容的前沿进展及存在问题3、实验

2、方案要切合实际，严密合理4、设计说明书要求规，科学。文字要认真斟酌。5、绘制工艺路线和图纸要符合相关要求。-改成自己的语言学生应完成的工作：1、查阅资料了解月季花挥发油的主要成分与性质，学习超临界CO2萃取设备的原理与相关应用。2、采集月季花并应用超临界设备提取月季挥发油。3、计算挥发油的提取量，并根据数据域相关文献撰写课程设计论文。参考文献阅读：1肖培根新编中药志(第二卷)。：化学工业，2002：682-6832宋立人，洪恂，丁绪亮，等现代中药学大辞典(上册)人民卫生，2001：438-4393国家药典委员会中华人民国药典(一部)：化学工业，2005.4迎春，曾健青，莉玫，等若干中药的超临界

3、二氧化碳萃取研究见：第三届全国超临界流体技术学术及应用研讨会论文集：电子科技大学，2002：115116.5曾虹燕，丽娟，施风姿超I临界CO2萃取鱼腥草的挥发油成分植物与环境学报，2003，12(2)：10136见，克，文成，等超临界CO2萃取天然产物技术及发展精细与专用化学品，2001，(14)：8-97发欢，志远，金雪松，等超临界CO：萃取油的工艺研究。中药材，1997，20(7)：345-349检查红字体有无错误工作计划：5月7号： 开动员会，分组认指导老师5月8号： 在老师指导下查阅资料，确定题目为月季挥发油的提取5月9-11号：确定工艺路线或设备改造方案，需要做实验时，确定实验方案。

4、5月12号： 做实验设计说明书5月13 号： 操作设备做超临界CO2萃取月季花5月14-15号：整理实验数据和实验过程的材料任务下达日期： 2012 年 5 月 7 日 任务完成日期： 2012 年 5 月 18 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 超临界CO2萃取月季花挥发油摘 要：采用正交试验法对超临界CO2：萃取月季花挥发油的条件进行了研究。探讨了萃取温度、压力、CO2：流量等因素在不同水平下对月季花挥发油提取率的影响。得到了超临界CO2萃取月季花挥发油的最佳实验条件：萃取压力30 MPa，温度45，CO2：流量40 kgh和萃取时间80 min，挥发油提取率为198。水蒸气蒸馏法提取

5、率为012。超临界CO2：萃取的收率高，萃取时间短。-没有做实验，仅说明实验设计的目的、实验容、方法、和试验围以及预期结果关键词：月季花，挥发油，超临界CO2萃取 1.设计背景51.1月季花简介52.设计方案62.1实验仪器与材料62.2超临界CO2萃取方法62.3超临界CO2萃取正交实验设计 62.4总工艺流程列叙 73.方案实施83.1原材料制备具体实施83.2开机准备83.3月季花挥发油的提取 83.4实验结果94.结果与分析114.1温度对萃取率的影响114.2压力对萃取率的影响124.3CO2流量对萃取率的影响124.4温度对萃取率的影响124.5讨论12 5.收获与致136.参考文

6、献147.附件151. 设计背景1.1月季花简介月季，被称为花中皇后又称“月月红”，蔷薇科。常绿或半常绿低矮灌木，四季开花多红色偶有白色可作为观赏植物，可作为药用植物，也称月季花。自然花期5至11月，花大型，有香气，广泛用于园艺栽培和切花。月季花种类主要有切花月季、食用玫瑰、藤木月季、地被月季等。中国是月季的原产地之一。为市、市等市市花。红色切花更成为情人间必送的礼物，并成为爱情诗歌的主题。月季为有刺灌木，或呈蔓状与攀援状。常绿或落叶灌木，直立，茎为棕色，具钩刺或无刺，也有几乎无刺的。小枝绿色，叶为墨绿色，多数羽状复叶，宽卵形或卵状长圆形，长2.5-6厘米，先端渐尖，具尖齿，叶缘有锯齿，两面无

7、毛，光滑；托叶与叶柄合生，全缘或具腺齿，顶端分离为耳状。花朵常簇生，稀单生，花色甚多，色泽各异，径4-5厘米，多为重瓣也有单瓣者；萼片尾状长尖，边缘有羽状裂片；花柱分离，伸出萼筒口外，与雄蕊等长；每子房1胚珠。果卵球形或梨形，长1-2厘米，萼片脱落。花期4-10月。大多数是完全花。是两性花。有花中皇后的美称。月季花为蔷薇科植物月季的干燥花蕾或初开放的花，主要含挥发油月季花有活血调经、散毒消肿的功能，用于月经不调、痛经。外敷治跌打瘀肿、臃肿、瘰疬(未溃破)。月季花还有较强的抗菌作用，挥发油中所含的没食子酸为其有效成分q。本文用正交试验法对超临界CO2：萃取月季花挥发油的条件进行探讨，为月季花的开

8、发和利用提供参考。-没有做实验，仅说明实验设计的目的、实验容、方法、和试验围以及预期结果2.设计方案 采用超临界CO2萃取技术提取月季花挥发油，对影响提取提取月季花挥发油工艺参数如浸提温度、压力、CO2流量等进行单因素实验，并在此基础上设计正交试验，提出提取提取月季花挥发油的最佳工艺条件：得到了超临界CO2萃取月季花挥发油的最佳实验条件：萃取压力30 MPa，温度45，CO2流量40 kgh和萃取时间80 min，挥发油提取率为198。2.1实验仪器与材料在校采集月季花，月季花制成花瓣，用清水清洗过后晾干，待用。CO2：为食品红(C02)999？。HA221-50-01型超临界萃取装置(华安超

9、临界萃取)；电子天平FA2104S(天平仪器厂)；挥发油提取器。2.2超临界CO2萃取方法 设定分离釜I的压力为78 MPa，温度为45。分离釜的压力为67 MPa，温度为40。C，称取月季花100 g，装人1L萃取罐，按下列工艺流程萃取，收集分离釜I和分离釜的提取物，称其质量，计算萃取率(挥发油的质量原料的质量)。2.3超临界CO2萃取正交实验设计 根据参考文献，影响挥发油萃取率的因素有萃取压力、温度、CO2流量、萃取时间，分离釜的压力、温度等。其中萃取压力、温度、CO2流量是影响挥发油萃取率的主要因素。通常萃取大多数挥发油的较高压力为30 MPa，较高温度为45，CO2流量受萃取压力的影响

10、。所以选定萃取压力、温度、CO2流量3个因素，设计三因素三水平正交试验，以挥发油的萃取率为参考指标，因素水平安排见表1表1 因素与水平 因素水平A：P/MPaB：/C：CO2流量/（Kg/h）1203530225404033045502.4总工艺流程工艺流程：CO2钢瓶冷却质量高压泵萃取釜分离釜I分离釜（循环） 3. 方案实施3.1原材料制备具体实施在校采集初开月季花，月季花制成花瓣，用清水清洗过后低温晾干。3.2开机前的准备1、检查各阀门是否漏气，接通电源检查三相是否完好无缺。2、冷冻机及贮藏的冷却水源是否畅通。冷箱为30%乙二醇+70%的水溶液，冷箱搅拌棒用于冷箱搅拌和CO2泵头冷却。3、

11、CO2气瓶压力保证56MPa的气压。4、检查个接头及部位是否牢靠。5、将各热箱加入冷水，不宜太满，离箱口23公分左右。每次开机都要检查箱水位。6、萃取釜加入萃取物已粉碎的月季，放入量不能太满最多离过滤网23公分。3.3月季花挥发油的提取取100g月季花，加入萃取釜，根据实验设计要求采取以下操作。实验操作步骤：1、 先送空气开关，若三相电源指示灯都亮说明电源接通，再打开电源（绿色）按钮。2、接通制冷开关，并接通水源开关。3、开始加温。分别将萃取釜、分离釜I、分离釜II、精馏柱的加热开关打开，并分别调节到各项设置温度。4、在冷冻机温度降到0度左右，且萃取釜、分离釜I、分离釜II接近设定要求后，进行

12、下列操作。5、开始制冷的同时将CO2气体通过阀门2（V2）进入净化室、冷盘管和贮罐使CO2液化，液态的CO2通过泵、混合器、净化器进入萃取釜，打开萃取釜放空阀门5（V5），慢慢放掉残留空气后，降低部分空分压后，关闭放空阀门。6、加压力：先将电极点设定到需要的压力（上限），启动泵的绿色按钮，再按数位调节器的绿色触摸按钮RUN，如果反转按下触摸按钮FWD，根据一起上的按钮调节到所需压力后，开始打开萃取釜后面的阀门开关，具体怎样调节，根据不同的流向下列条件进行操作。 因素与水平 因素水平A：P/MPaB：/C：CO2流量/（Kg/h）120353022540403304550 萃取釜分离釜I分离釜I

13、I回路（主回路） 打开V3CO2进入萃取釜，打开V8进入分离釜I，打开V16进入分离釜II，打开V18进入回路循环，调节V8控制萃取釜压力，调节V16控制分离釜I压力。7、中途转泵时，只需按数位操作上的STOP键。8、萃取完成后，关闭冷冻机、泵和各种加热循环开关，在关闭总电源开关，萃取釜压力放入后面分离釜或精馏柱，待萃取釜压力平衡后，在关闭V3、V6，再打开V5及阀门a1，待萃取釜没有压力后再打开萃取釜盖，取出萃取物整个萃取过程结束。9、分离出的物质分别在a2、a3、a4阀门处取出。3.4实验结果正交试验结果 正交试验结果见表2。K1、K2、K3。为相应水平所得萃取的总和，、，为K1、K2、K3的平均值，R为极差。可以看出：(A)，(B)，(C)，因此，挥发油的最佳组合萃取条件为A3B3C2，即萃取压力30 MPa、温度45、C02流量40 kgh，即第9组实验就是最佳的工艺条件：萃取压力、温度、CO2流量三因素的极差分别为0.51，069，062，表明萃取温度对挥发油萃取率的影响最显著，影响顺序为：萃取温度CO2流量萃取压力。在所选定的压力围，萃取压力对挥发油萃取率影响较