本發(fā)明涉及一種超臨界萃取方法及裝置，特別是涉及一種降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法及裝置。
背景技術(shù)：
酸價是油脂中游離脂肪酸含量的標志，尤其在食用油如花生油、大豆油等產(chǎn)品中是衡量毛油和精油品質(zhì)的一項重要指標。在油脂生產(chǎn)的條件下，酸價可作為水解程度的指標，在其保藏的條件下，則可作為酸敗的指標。酸價越小，說明油脂質(zhì)量越好，新鮮度和精煉程度越好。油脂酸價的大小取決于油料的質(zhì)量、種籽的不成熟性，種籽的破損性等，尤其在高水分條件下，對油脂保存十分不利，這樣會使得游離酸含量升高，并降低了油脂的質(zhì)量，使油脂的食用品質(zhì)惡化。在一般情況下，酸價和過氧化值略有升高不會對人體的健康產(chǎn)生損害。但如果酸價過高，則會導致人體腸胃不適、腹瀉并損害肝臟。
現(xiàn)有技術(shù)中，油脂精煉生產(chǎn)中多采用堿煉法脫酸，即根據(jù)油脂的酸價確定燒堿的添加量，利用兩者之前的皂化反應形成不溶于油的鈉皂，之后通過離心過濾、水洗等方法去除皂化物，最終獲得合格的油脂。該法降低酸價效果好，可適宜于各種油脂的精煉，在脫酸過程中還可以吸附其它雜質(zhì)形成皂腳與油脂分離，具有脫酸、脫膠、脫固雜、脫色等綜合作用。但同時該法具有許多弊端：在堿煉過程中，中性油皂化及皂腳中夾帶油，造成精煉損耗較高；耗堿，堿煉后水洗產(chǎn)生廢水污染環(huán)境；耗用輔助劑，從副產(chǎn)品皂腳回收脂肪酸時，需要經(jīng)過復雜的加工環(huán)節(jié)；特別是用于高酸值毛油精煉時，油脂練耗大，經(jīng)濟效果欠佳。
對于價格較高的作物如花椒、八角等來說，其提取物中也會含有一定量的脂肪類成分，若是原料或成品保存不當，同樣會發(fā)生酸價超標的問題。由于此類提取物多為成分復雜的混合物，其中的某些功效成分在堿性條件下并不穩(wěn)定，若采用堿煉法脫酸，容易造成提取物中有效成分含量的降低；同時該法在皂化過程中會吸附部分產(chǎn)品，損耗過大。因此，對于此類價格高昂的提取物產(chǎn)品來說，堿煉法脫酸并不適用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法及裝置的技術(shù)方案，并通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法，包括以下步驟：
a、用高壓往復泵將二氧化碳儲罐內(nèi)的液態(tài)二氧化碳抽出并打入萃取罐內(nèi)，用液體物料補充裝置將待提取物料打入萃取罐內(nèi)，將萃取壓力、溫度調(diào)節(jié)至12-20mpa、40-55℃，萃取4-6h；
b、萃取過程中，將萃取罐出來的二氧化碳導入加熱器內(nèi)加熱，此時的二氧化碳中溶解有精油及游離脂肪酸；
c、將加熱器出來的加熱后的二氧化碳導入精餾塔內(nèi)，將精餾壓力、溫度調(diào)節(jié)至12-18mpa、40-55℃，精餾至萃取結(jié)束，二氧化碳在精餾塔流動過程中，重組分游離脂肪酸不斷掉落在精餾塔內(nèi)并逐級沉積，而輕組分精油則跟隨二氧化碳匯集在精餾塔頂部；
d、精餾過程中，將精餾塔頂部出來的二氧化碳、輕組分精油導入分離罐，將分離壓力、溫度調(diào)節(jié)至4.5-7.5mpa、30-55℃，分離至精餾結(jié)束，即萃取、精餾、分離同步進行；
e、從萃取罐下端放料口收集重組分物質(zhì)，從精餾塔各級放料口收集游離脂肪酸，從分離罐下端放料口收集精油。
現(xiàn)有技術(shù)中的超臨界二氧化碳萃取方法，只利用超臨界狀態(tài)二氧化碳高溶解能力的性質(zhì)對原料進行全組分提取。而超臨界狀態(tài)的二氧化碳在不同壓力和溫度下極性不同，根據(jù)相似相溶原理，其在特定條件下對某一物質(zhì)的溶解能力也不同。本發(fā)明的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法以此原理為依據(jù)，單純利用二氧化碳來達到分離提純的目的，無需添加其他化學物質(zhì)，在有效降低提取物酸價的基礎(chǔ)上，不破壞提取物的有效組分，提高產(chǎn)出率。
本發(fā)明還提供一種適用于上述萃取方法的裝置，包括二氧化碳儲罐、高壓往復泵、液體物料補充裝置、夾套式萃取罐、列管式加熱器、夾套式精餾塔、以及夾套式分離罐；所述二氧化碳儲罐的二氧化碳出口經(jīng)過所述高壓往復泵與所述萃取罐底部的二氧化碳入口連通，所述萃取罐頂部的提取物出口與所述加熱器頂部的提取物入口連通，所述加熱器下端的提取物出口與所述精餾塔底部的提取物入口連通，所述精餾塔頂部的提取物出口與所述分離罐上部側(cè)面的提取物入口連通，所述液體物料補充裝置的物料出口與所述萃取罐底部的物料入口連通。
所述萃取罐、加熱器、精餾塔、分離罐均為夾套式結(jié)構(gòu)，其外腔與內(nèi)腔之間的夾層可流通蒸汽，內(nèi)腔可流通物料及溶劑。所述精餾塔優(yōu)選為三級精餾塔。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1、單純利用二氧化碳降低提取物的酸價，不添加燒堿等其他物質(zhì)，且整個生產(chǎn)過程在隔絕空氣、低溫的條件下進行，避免了提取物中有效物質(zhì)的破壞，最大限度的保留了提取物的有效成分；
2、酸價降低效果好，可降至1.0mgkoh/g以下；
3、產(chǎn)品出率高，損耗率可以控制在2%以內(nèi)，可以適用于絕大部分液體物料；
4、生產(chǎn)過程節(jié)能環(huán)保，不會產(chǎn)生廢水等污染；
5、引入液體物料補充裝置，可以連續(xù)處理物料，無需開卸萃取罐裝卸料，生產(chǎn)效率大幅提高。
本發(fā)明還可以通過以下技術(shù)方案進一步優(yōu)化。
優(yōu)選的，本發(fā)明的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法還包括以下步驟：
f、將分離罐出來的氣態(tài)二氧化碳導入冷凝器內(nèi)列管外部；用制冷機組將循環(huán)水冷凍，將所述冷凍循環(huán)水導入冷凝器列管內(nèi)部，用冷凝器列管內(nèi)部的冷凍循環(huán)水將冷凝器列管外部的氣體二氧化碳降溫冷凝至液態(tài)；
g、將冷凝得到的液態(tài)二氧化碳導入二氧化碳儲罐內(nèi)腔，將所述冷凍循環(huán)水導入二氧化碳儲罐內(nèi)腔與外腔之間的夾層內(nèi)，用二氧化碳儲罐內(nèi)腔與外腔之間夾層內(nèi)的冷凍循環(huán)水將二氧化碳儲罐內(nèi)腔內(nèi)的液態(tài)二氧化碳的溫度保持在10~15℃。
相應的，適用于上述萃取方法的裝置還包括制冷機組、以及列管式冷凝器；所述二氧化碳儲罐為夾套式結(jié)構(gòu)；所述制冷機組的冷凍水出口與所述冷凝器的冷凍水入口連通，所述冷凝器的冷凍水出口和/或所述制冷機組的冷凍水出口與所述二氧化碳儲罐的冷凍水入口連通，所述冷凝器的液態(tài)二氧化碳出口與所述二氧化碳儲罐的二氧化碳入口連通，所述分離罐頂部的氣體出口與所述冷凝器的二氧化碳入口連通。
由此，可實現(xiàn)二氧化碳的循環(huán)利用。
優(yōu)選的，本發(fā)明的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法還包括以下步驟：h、萃取結(jié)束后，不開卸萃取罐，直接用液體物料補充裝置將下一批待提取物料打入萃取罐內(nèi)。
優(yōu)選的，所述液體物料補充裝置包括補油泵、單向閥、以及物料儲罐；所述物料儲罐的出口與所述補油泵的入口連通，所述補油泵的出口通過所述單向閥與所述萃取罐底部的物料入口連通。將待提取物料注入物料儲罐，補油泵將物料儲罐中的待提取物料經(jīng)由單向閥泵入萃取罐內(nèi)。
裝料過程無需開卸萃取罐，如此，可以快速的連續(xù)處理待提取物料，生產(chǎn)效率大幅提高。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標記：1-高壓往復泵；2-二氧化碳儲罐；3-冷凝器；4-制冷機組；5-液體物料補充裝置；6-萃取罐；7-加熱器；8-精餾塔；9-分離罐。
具體實施方式
本發(fā)明的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法和裝置適用于絕大部分液體物料，下面以花椒油、八角茴香油、孜然油為例，結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行進一步的說明。
實施例一：
如圖1所示，本實施例的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取裝置，包括制冷機組4、列管式冷凝器3、夾套式二氧化碳儲罐2、高壓往復泵1、液體物料補充裝置5、夾套式萃取罐6、列管式加熱器7、夾套式精餾塔8、以及夾套式分離罐9。所述液體物料補充裝置5包括補油泵、單向閥、以及物料儲罐。所述精餾塔8為三級精餾塔。
所述制冷機組4的冷凍水出口與所述冷凝器3的冷凍水入口連通，所述冷凝器3的冷凍水出口與所述二氧化碳儲罐的2冷凍水入口連通，所述冷凝器3的液態(tài)二氧化碳出口與所述二氧化碳儲罐2的二氧化碳入口連通，所述二氧化碳儲罐2的二氧化碳出口經(jīng)過所述高壓往復泵1與所述萃取罐2底部的二氧化碳入口連通，所述萃取罐2頂部的提取物出口與所述加熱器7頂部的提取物入口連通，所述加熱器7下端的提取物出口與所述精餾塔8底部的提取物入口連通，所述精餾塔8頂部的提取物出口與所述分離罐9上部側(cè)面的提取物入口連通，所述分離罐9頂部的氣體出口與所述冷凝器3的二氧化碳入口連通。所述物料儲罐的出口與所述補油泵的入口連通，所述補油泵的出口通過所述單向閥與所述萃取罐6底部的物料入口連通。
本實施例的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法包括以下步驟：
a、用高壓往復泵1將二氧化碳儲罐2內(nèi)的液態(tài)二氧化碳抽出打入萃取罐6內(nèi)，用液體物料補充裝置5將50kg花椒油打入萃取罐6內(nèi)，將萃取壓力、溫度調(diào)節(jié)至16-18mpa、42-44℃，萃取6h；
b、萃取過程中，將萃取罐6出來的二氧化碳導入加熱器7內(nèi)加熱；
c、將加熱器7出來的加熱后的二氧化碳導入精餾塔8內(nèi)，將精餾壓力、溫度調(diào)節(jié)至12.5-14mpa、46-49℃，精餾至萃取結(jié)束；
d、精餾過程中，將精餾塔8出來的二氧化碳、輕組分精油導入分離罐9，將分離壓力、溫度調(diào)節(jié)至5-6mpa、35-40℃，分離至精餾結(jié)束；
e、從萃取罐6下端放料口收集重組分物質(zhì)，從精餾塔8各級放料口收集游離脂肪酸，從分離罐9下端放料口收集精油。
f、將分離罐9出來的氣態(tài)二氧化碳導入冷凝器3內(nèi)列管外部；用制冷機組4將循環(huán)水冷凍，將所述冷凍循環(huán)水導入冷凝器3列管內(nèi)部，用冷凝器3列管內(nèi)部的冷凍循環(huán)水將冷凝器3列管外部的氣體二氧化碳降溫冷凝至液態(tài)；
g、將冷凝得到的液態(tài)二氧化碳導入二氧化碳儲罐2內(nèi)腔，將所述冷凍循環(huán)水導入二氧化碳儲罐2內(nèi)腔與外腔之間的夾層內(nèi)，用二氧化碳儲罐2內(nèi)腔與外腔之間夾層內(nèi)的冷凍循環(huán)水將二氧化碳儲罐2內(nèi)腔內(nèi)的液態(tài)二氧化碳的溫度保持在10~15℃。
萃取結(jié)束后，三級精餾塔8各級放料口共收集分離出的游離脂肪酸0.8kg，由萃取罐6下端放料口放出提取物重組分物質(zhì)26.7kg，分離罐9下端獲得精油22.4，兩者混合后共獲取49.1kg降低酸價后的花椒提取物，產(chǎn)品出率98.2%；產(chǎn)品酸價由處理前的9.4mgkoh/g降至0.87mgkoh/g，酸價降低效果良好。
實施例二：
本實施例的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取裝置與實施例一相同。
本實施例的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法包括以下步驟：
a、用高壓往復泵1將二氧化碳儲罐2內(nèi)的液態(tài)二氧化碳抽出并打入萃取罐6內(nèi)，用液體物料補充裝置5將八角茴香油打入萃取罐6內(nèi)，將萃取壓力、溫度調(diào)節(jié)至14-15mpa、46-49℃，萃取4.5h；
b、萃取過程中，將萃取罐6出來的二氧化碳導入加熱器7內(nèi)加熱；
c、將加熱器7出來的加熱后的二氧化碳導入精餾塔8內(nèi)，將精餾壓力、溫度調(diào)節(jié)至12-13mpa、41-44℃，精餾至萃取結(jié)束；
d、精餾過程中，將精餾塔8出來的二氧化碳、輕組分精油導入分離罐9，將分離壓力、溫度調(diào)節(jié)至5-6mpa、46-49℃，分離至精餾結(jié)束；
e、從萃取罐6下端放料口收集重組分物質(zhì)，從精餾塔8各級放料口收集游離脂肪酸，從分離罐9下端放料口收集精油。
f、將分離罐9出來的氣態(tài)二氧化碳導入冷凝器3內(nèi)列管外部；用制冷機組4將循環(huán)水冷凍，將所述冷凍循環(huán)水導入冷凝器3列管內(nèi)部，用冷凝器3列管內(nèi)部的冷凍循環(huán)水將冷凝器3列管外部的氣體二氧化碳降溫冷凝至液態(tài)；
g、將冷凝得到的液態(tài)二氧化碳導入二氧化碳儲罐2內(nèi)腔，將所述冷凍循環(huán)水導入二氧化碳儲罐2內(nèi)腔與外腔之間的夾層內(nèi)，用二氧化碳儲罐2內(nèi)腔與外腔之間夾層內(nèi)的冷凍循環(huán)水將二氧化碳儲罐2內(nèi)腔內(nèi)的液態(tài)二氧化碳的溫度保持在10~15℃。
h、萃取結(jié)束后，不開卸萃取罐6，直接用液體物料補充裝置5將下一批待提取物料打入萃取罐6內(nèi)。
實施例三：
本實施例的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取裝置與實施例一相同。
本實施例的降低提取物酸價的超臨界二氧化碳萃取方法包括以下步驟：
a、用高壓往復泵1將二氧化碳儲罐2內(nèi)的液態(tài)二氧化碳抽出并打入萃取罐6內(nèi)，用液體物料補充裝置5將孜然油打入萃取罐6內(nèi)，將萃取壓力、溫度調(diào)節(jié)至15-16mpa、48-52℃，萃取5h；
b、萃取過程中，將萃取罐6出來的二氧化碳導入加熱器7內(nèi)加熱；
c、將加熱器7出來的加熱后的二氧化碳導入精餾塔8內(nèi)，將精餾壓力、溫度調(diào)節(jié)至13-14mpa、46-49℃，精餾至萃取結(jié)束；
d、精餾過程中，將精餾塔8出來的二氧化碳、輕組分精油導入分離罐9，將分離壓力、溫度調(diào)節(jié)至5-6mpa、46-49℃，分離至精餾結(jié)束；
e、從萃取罐6下端放料口收集重組分物質(zhì)，從精餾塔8各級放料口收集游離脂肪酸，從分離罐9下端放料口收集精油。
f、將分離罐9出來的氣態(tài)二氧化碳導入冷凝器3內(nèi)列管外部；用制冷機組4將循環(huán)水冷凍，將所述冷凍循環(huán)水導入冷凝器3列管內(nèi)部，用冷凝器3列管內(nèi)部的冷凍循環(huán)水將冷凝器3列管外部的氣體二氧化碳降溫冷凝至液態(tài)；
g、將冷凝得到的液態(tài)二氧化碳導入二氧化碳儲罐2內(nèi)腔，將所述冷凍循環(huán)水導入二氧化碳儲罐2內(nèi)腔與外腔之間的夾層內(nèi)，用二氧化碳儲罐2內(nèi)腔與外腔之間夾層內(nèi)的冷凍循環(huán)水將二氧化碳儲罐2內(nèi)腔內(nèi)的液態(tài)二氧化碳的溫度保持在10~15℃。
h、萃取結(jié)束后，不開卸萃取罐6，直接用液體物料補充裝置5將下一批待提取物料打入萃取罐6內(nèi)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。