摘要：本文介紹了植物的有效成分和亞臨界萃取的概念，通過(guò)對(duì)亞臨界萃取的溶劑選取、工藝過(guò)程和設(shè)備設(shè)計(jì)的選取與注意事項(xiàng)的概述，闡明了植物原料、工藝流程和設(shè)備三者之間的關(guān)聯(lián)性。
關(guān)鍵詞：亞臨界萃取、工藝、植物有效成分
引言
植物是生命的主要形態(tài)之一，包含喬木、灌木、藤類、青草、蕨類及綠藻等生物。按照生物分法植物成分可以劃分為糖、脂肪、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、維生素和水等。植物的有效成分是指可以實(shí)現(xiàn)一定功能的某種物質(zhì)，現(xiàn)在常指天然藥物、色素等植物次生代謝物質(zhì)。
植物有效成分的提取方式也是多種多樣，常見(jiàn)的有熱水浸提、蒸餾、超聲波、微波和直接壓榨等多種技術(shù)。近年來(lái)出現(xiàn)的常溫超高壓、超臨界和亞臨界萃取，也使得越來(lái)越多的有效物質(zhì)可以被提取并且被分離。
亞臨界萃取是指利用某些化合物（萃取劑）在溫度高于其沸點(diǎn)但低于臨界溫度，且壓力低于臨界壓力的條件下以流體形式存在，通過(guò)相似相容原理和物料在密閉、無(wú)氧、低壓的容器內(nèi)浸泡，使固體物料中的脂溶性或水溶性成分轉(zhuǎn)移到液態(tài)的萃取劑中，再通過(guò)減壓蒸發(fā)的過(guò)程將萃取劑與目的產(chǎn)物分離的反應(yīng)。
1 亞臨界萃取的溶劑選取
按照適合亞臨界萃取的溶劑來(lái)分，則可以將溶劑分為極性溶劑和非極性溶劑。極性溶劑如水一般用來(lái)提取植物中的水溶性成分，非極性溶劑如丁烷、丙烷等一般用來(lái)提取植物中的油溶性或脂溶行成分。還有的溶劑屬于弱極性溶劑，按照工藝要求即可以提取植物中的水溶性成分，又可以提取植物中的油溶性成分。
2亞臨界萃取的工藝與設(shè)備
任何一種植物有效成分的提取方式，都有其獨(dú)特的工藝，也離不開(kāi)相應(yīng)的設(shè)備。
2.1植物有效成分與亞臨界萃取分離工藝
根據(jù)不同的植物成分特性，如光敏性、熱敏性、揮發(fā)性、穩(wěn)定性等，考慮分離工藝的設(shè)計(jì)。選擇溶劑，如果效果不理想，還要加入夾帶劑，是用單一溶劑萃取，還是用雙溶劑萃取。是采用丁烷、丙烷為溶劑，還是采用水為溶劑。 在常溫超高壓提取技術(shù)中，溶劑可以選擇水、酒精或者是配制的酸堿相關(guān)溶液及其它化學(xué)試劑。但是提出的是混合物，還需要進(jìn)行后續(xù)的分離純化，過(guò)程冗繁。而亞臨界萃取分離工藝是可以將一類性質(zhì)相似的物質(zhì)提純出來(lái)，如果需要單體或者成分更加單一的物質(zhì)，則需要進(jìn)行后續(xù)分離純化的工藝。
2.2分離工藝與設(shè)備
一項(xiàng)分離技術(shù)的分離工藝效果如何，離不開(kāi)相應(yīng)的設(shè)備。設(shè)備的設(shè)計(jì)制造與加工要考慮到提取工藝的最高溫度，提取溶劑的性質(zhì)，工藝中所使用的壓力大小和原材料的重量等。
2.2.1 設(shè)備材料的選取
制造設(shè)備的材料選取，主要取決于提取工藝的最高溫度、最高壓力和提取溶劑的性質(zhì)是否具有腐蝕性、揮發(fā)性、光敏性等。材料可以選取不銹鋼、塑料、有機(jī)玻璃以及新型防腐材料等。同時(shí)還要考慮到材料的購(gòu)買與加工制造起來(lái)是否便宜、便捷。
2.2.2 關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對(duì)于一個(gè)能完成完整的工藝流程的成套裝置來(lái)說(shuō)，總有幾個(gè)核心關(guān)鍵設(shè)備或部件需要進(jìn)行特殊工藝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要考慮到進(jìn)料、出料、中途取樣檢測(cè)和整個(gè)過(guò)程的監(jiān)控等，還要考慮到過(guò)程中是否有廢棄、廢水的產(chǎn)生，是否需要排放等。如果是壓力裝置，需要有資質(zhì)的廠家設(shè)計(jì)并生產(chǎn)，為防止罐體內(nèi)容物泄露，還要求密閉性。
2.2.3成套裝置的連接與控制
整個(gè)工藝流程能否實(shí)現(xiàn)除了關(guān)鍵設(shè)備和部件外，成套裝置的連接與控制是關(guān)鍵，這決定了工藝中每一個(gè)工步是如何實(shí)現(xiàn)的。在亞臨界成套裝置中，若選擇丁烷或者丙烷做溶劑，由于二者的亞臨界溫度和壓力都不高，所以成套裝置中的關(guān)鍵部件和連接件選取的材料不需要承受較高壓力。若是選取水做溶劑，則要考慮選取的材料的抗壓極限以及屈服強(qiáng)度等。 另外，成套裝置中，是否需要提供真空、動(dòng)力以及是否涉及自動(dòng)控制裝置也是根據(jù)這個(gè)裝置的大小、功用以及使用頻率來(lái)決定的。
3 亞臨界萃取的影響因素
萃取壓力對(duì)提取量的影響不大，加壓還可能有利于溶劑滲入被提取物基質(zhì)的微孔，從而溶解溶質(zhì)。維持足夠的壓力更主要的作用是使提取劑呈液態(tài)。
被提取物的顆粒越細(xì)，提取量會(huì)越高。由于固液提取過(guò)程包括溶劑的擴(kuò)散和溶劑在被提取物基質(zhì)內(nèi)的滲透，顆粒越小，溶劑越容易滲入被提取物基質(zhì)，提取速度越快越完全。但顆粒太細(xì)，會(huì)導(dǎo)致流路堵塞，而且還會(huì)造成原料結(jié)塊，出現(xiàn)溝流，對(duì)提取不利。
物料與溶劑比：一般溶劑比越大，提取量越大，但還要考慮到實(shí)際生產(chǎn)中的成本與效率。
溶劑：新型溶劑的研制與試驗(yàn)，應(yīng)是這個(gè)行業(yè)工藝突破的一個(gè)關(guān)鍵。
單一物質(zhì)的分離：雖然亞臨界萃取給中醫(yī)藥、糧油、化妝品等行業(yè)帶來(lái)了新的希望，但后續(xù)如何獲得高效單一的物質(zhì)也是人們一直努力追尋的目標(biāo)。
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