药用植物油的超临界二氧化碳反向提取工艺

摘要

一种药用植物油的超临界二氧化碳反向提取工艺,采用图1的工艺流程图,三个萃取釜可进行两两串联反向提取工艺。控制萃取釜压力为28—30MPa,温度为35—40℃,有效地对紫苏籽、亚麻籽、紫草籽、琉璃苣籽、月见草籽、沙棘籽等植物籽中提取药用油,它们具有降低血脂、血压和血糖的作用,采用本工艺对于萃取率可大大提高,流程简单,控制方便,无环境污染等优点。

说明书

本发明涉及一种药用植物油的超临界二氧化碳提取工艺，特别涉及一种药用植物油的超临界二氧化碳反向提取工艺。

现有的药用植物油资料表明，我国有极其丰富的药用植物籽资源，如紫苏籽、亚麻籽、紫草籽、琉璃苣籽、月见草籽、沙棘籽等，药理研究指出，它们具有降低血脂、血压、血糖的作用，气相色谱分析揭示，这些植物籽油中含有丰富的不饱和脂肪酸，如亚麻酸(ω-3)、亚油酸(ω-6)和油酸(ω-9)，它们都以甘油脂形式存在。这种植物油是已知的珍贵的药品和保健品，具有良好的市场前景和开发价值。

当前国内外提取药用植物油的方法主要有三种：一种是在低于32℃下冷榨法，这是国际允许的不含溶剂的方法，但该法效率和收率都很低，产品质量也差；二是溶剂法，目前国际上只允许用水和乙醇作溶剂，该法消耗大量溶剂和能源，污染环境；三是超临界二氧化碳萃取法，该法虽然产品质量好，无溶剂残留，但都是采用传统的二氧化碳(CO₂)正向(在萃取釜中由下而上)流动，单釜或双釜间歇操作，能耗大，效率低，质量不稳定。

本发明的目的是提供一种药用植物油的超临界二氧化碳反向提取工艺，该工艺的特点是药用植物籽装在本发明人的专利号ZL99201463．8的多层料筒中，进行CO₂反向(由上而下)流动即采用本发明人的专利申请号CN-00121565．5的工艺流程，三只萃取釜可串、并联运行，适合于工业生产。其优点是多层料筒使料床压力均匀分布，压差小，传质快，分离效率高。当串联运行萃取率明显提高，并联萃取产品产量大幅增加。适合药用植物油的连续生产。

本发明的实施方案如下：

如图1药用植物油的超临界二氧化碳反向提取工艺流程图所示，控制萃取釜E1第一组流向阀V10、V11、V12、V13、串并联阀V7及相关的流向阀V4、萃取阀V22。类似的还有第二组、第三组的控制E2、E3的流向阀、串并联阀，只要将流向阀对角线上两只阀开、关，可以改变CO₂的流向，只要将串并联阀进行开、关，就可进行三只萃取釜的两两串、并联运行。萃取工艺条件是：萃取釜(E1、E2、E3)压力为28-30Mpa，温度为35-40℃；分离釜(A1)压力为7-9Mpa，温度为48-52℃，分离釜(A2)压力为4．5-5．5Mpa，温度为32-37℃，CO₂反向流动，萃取釜E1、E2串联萃取，萃取时间为3小时，萃取釜E1切换装卸料，分离釜放出油品，进行计量、检测。然后E2E3、E3E1进行反向串联萃取，如此类推，进行萃取釜两两反向连续萃取。

本发明的优点：

1、设备流程简单，只增加阀门、管道就可实现CO₂反向流路，萃取釜串、并联连续生产。

2、物料装在多层料筒中，CO₂反向萃取，减少返混，传质快，效率高，缩短萃取时间，节能增效显著。

3、超临界二氧化碳反向萃取新工艺，适用于紫苏、亚麻、紫草、琉璃苣、月见草、沙棘等药用植物籽油的提取生产。

以下优选实施例结合附图1，详述药用植物油的萃取工艺。实施例1，紫苏籽油的提取。紫苏(Perilla Frutescens)为草本植物药，分野生和人工种植两种，后者经人工培育油品质量高于前者。紫苏籽油富含α-亚麻酸，含量达80％，是提取亚麻酸类最好的原料。将洗净、烘干、粉碎至20目的紫苏籽原料，各装入300升的多层料筒，并置于萃取釜(E1、E2、E3)中。每个萃取釜各装入100公斤原料，控制萃取参数：萃取釜(E1、E2)的压力29Mpa、温度35℃；分离釜A1压力8Mpa、温度50℃；分离釜A2，压力5Mpa、温度35℃；首先开动高压泵P1，CO₂反向流过H1、V4、V10，由上而下进E1，出来后经V13、V7、V14串联进E2，再经V17、V23、V25、H2到分离釜A1、A2收集产物，进行E1、E2串联萃取，萃取3小时；萃取釜E1切换进行卸料，分离釜放出E1的油品，进行计量(油品重27公斤)、检测。然后，进行E2E3串联萃取，再进行3小时，从A1、A2放出E2的油品，再进行E3E1萃取，如此循环切换，进行三只萃取釜中两两串联连续萃取。

油品测定结果列于表1，油品性能列于表2。

对比例：将流向阀改为CO₂正向由下而上流动，原料装入传统料筒，其它条件同实施例1，结果也列于表1。

表1 CO₂正、反向流路萃取对比结果(萃取紫苏籽)

名称CO₂流    向进出口压差MPa萃取率    ％含油率    ％时间小时出油率    ％α-亚麻酸％实施例1反向0．2 98    27．6   3    27    79对比例正向0 92    27．6   5．5    25    73

检测方法：气相色谱法，氢火焰离子化检测器(FID)，色谱柱：0．3mm×30M，OV-101石英弹性毛细管柱，色谱条件：柱温180-235℃，速率4℃／min，载气N₂，线速15cm／s。样品处理：油样水解，重氮甲烷酯化，脂肪酸甲酯进行分析，面积归一化定量。

表1对比数据可知，正向萃取物料在传统料筒中，有返混现象，因而萃取率低92％，需时较长5．5小时，出油率低。而反向萃取，油料在多层料筒内，压力分布均匀，CO₂在筒内有规律的流速和流型，减少返混，因而传质快、效率高、时间短(3小时)，同时，由于CO₂具有高渗透性、低粘度这一特性，使进出口压差(由进出口压力表示出)只有0．2Mpa。故这种反向萃取是高效、快速、可行的先进工艺。

实施例2，亚麻籽油的提取。亚麻(Flax)是草本药用植物，也是经济作物。亚麻籽油中含有α-亚麻酸、亚油酸和油酸，是提取亚麻酸类的最好的原料之一。除将亚麻籽代替紫苏籽和压力、温度略有变化外，其余条件与实施例1相同，结果也列于表2

实施例3，紫草籽油的提取。紫草(Common Gromwell)为多年生草本植物，有野生和人工种植两种，后者品质优于前者。紫草籽油富含α-，γ-亚麻酸和亚油酸。除将紫草代替亚麻籽和压力、温度略有变化外，其余条件与实施例1相同，结果也列于表2。

实施例4，琉璃苣籽油的提取。琉璃苣(Borage)为引进草本植物，其籽油富含γ-亚麻酸(ω-3)、亚油酸(ω-6)和油酸(ω-9)，为珍贵的药品、保健品。除以琉璃苣代替紫草籽和压力、温度略有变化外，其余条件与实施例1相同，结果列于表2。

实施例5，月见草籽油的提取。月见草(Evening Primrose)为野生和人工种植草本植物，其籽油富含亚油酸(ω-6)，为珍贵的药品、化妆品。除以月见草籽代替紫苏籽和压力、温度略有变化外，其余条件与实施例1相同，结果列于表2。

实施例6，沙棘籽油的提取。沙棘(Seabuckchorn)是多年生木本植物，其籽油富含γ-亚麻酸、亚油酸和油酸，是用途极广泛的药品、保健品。除以沙棘籽代替紫苏籽和压力、温度略有变化外，其余条件与实施例1相同，结果列于表2。

表2，药用植物籽油的超临界二氧化碳反向萃取结果

实施例原料名称萃取压力Mpa温度℃萃取率％出油率％    油的化学组成％     亚麻酸    亚油酸    油酸    1 紫苏籽    29    35    98    27    α-80．3    1．3    5．4    2 亚麻籽    28    35    98    31    α-58．0    18．0   19．1    3 紫草籽    30    40    97    19    α-47．0    17．5   3．8    γ-13．5    4琉璃苣籽    28    35    97    15    γ-24．0    37．0    26．0    5 月见草    29    35    96    20    γ-10．0    72．0    10．5    6 沙棘籽    29    40    96    10    γ-26．5    35．2    22．1

表2结果表明：超临界二氧化碳反向萃取工艺，适合于药用植物籽油的工业提取，产品质量符合出口标准，无溶剂残留，可进一步加工成胶囊，以利于保存。

图1是本发明的工艺流程图。

图中，A1、A2，B1、B2分离釜，C冷凝器，E1、E2、E3萃取釜，H1、H2加热器，H3、H4制冷器，K膜式压缩机，M改性剂槽，P1、P2高压泵，P3改性剂泵，T二氧化碳储罐，V4～V6高压流路阀，V7～V9串并联阀，V10～V13、V14～V17、V18～V21三组流向阀，V22～V24萃取阀，V25可调针阀，V26～V28 CO2回收球阀，V29～V31放空阀，V32～V34出料渣阀。