超临界二氧化碳流体技术是一种新型、清洁、无污染的绿色分离技术,该技术是利用超临界状态下的二氧化碳与目标物的特殊溶解能力,通过控制二氧化碳的压力、温度等参数实现目标物的溶解与分离。相比其他传统工艺有着不可比拟的优势,比如:溶剂为惰性气体,价格便宜并且容易获得,生产过程安全;对环境无污染,绿色环保;工艺简单;目标产物不残留任何的化学溶剂,保证目标产物的品质。
截至到2017年,国内拥有的小、中、大设备已拥有近800余套,大型工业化设备有240余套,占比超过30%。其中国内自行研发、制造的占95%以上。
我国超临界CO2流体萃取技术的发展得益于1991年原国家科学技术委员会和化学工业部将“超临界二氧化碳流体萃取技术研究” 列为 “八五” 国家科技攻关计划,该计划包括超临界CO2萃取设备的消化吸收与国产化、超临界CO2萃取技术在中草药、保健品、香料、油脂类以及化工领域中的应用等专题。从“八五”攻关计划开始,我国超临界CO2萃取技术在中药及天然产物领域中的应用研究突飞猛进。1994年在北京召开“八五”国家科技攻关计划总结会及首次超临界流体技术学术及应用研讨会后,特别是从1996年开始的每两年一次的全国超临界流体技术学术及应用研讨会大大推动了我国超临界流体萃取技术的发展。迄今为止,超临界CO2流体萃取技术在中药及天然产物中的工业化应用越来越广泛。超临界CO2萃取不仅应用于天然产物萃取,在化工反应、材料制备、清洗、印染、环境治理等领域中的发展速度也是非常惊人。
序号 | 应用领域 | 目标产物 |
1 | 中药材 | 丹参酮、青蒿素、柴胡、川芎嗪、蛇床子、紫苏子油、广藿香油、肉桂油、当归油 、厚朴粉、紫草宁等 |
2 | 保健品 | 灵芝孢子油、番茄红素 |
3 | 香精香料 | 花椒油、姜油、丁香油、桂皮油、八角油、孜然油等 |
4 | 材料制备 | 气凝胶干燥、SiO2粉体干燥、TiO2粉体干燥、纳米靶向药物粉体干燥等 |
5 | 不饱和脂肪酸 | 沙棘籽油、小麦胚芽油、月见草油、紫苏籽油、葡萄籽油、核桃油和锯齿棕榈果油 |
6 | 其他 | 清洗、环境治理、脱咖啡因、去农残等 |
超临界CO2流体萃取技术是随着人们对生活安全水平的不断追求,对医药、食品添加剂和化工新材料绿色环保要求的不断提高,所表现的对安全、环保物质的需求增大,装备需求日益扩大的结果。人们意识到天然产物的有效成分提取采用有机溶剂萃取一定程度上是存在有残留与危害的,而超临界CO2流体萃取技术装备在脂溶性天然产物萃取方面比利用烷类溶剂萃取更安全,有着无溶剂残留、无毒无害、绿色环保的优势。
一类是有效成分提取:如啤酒花浸膏、不饱和脂肪酸、食品添加剂和食品色素、香精香料。
另一类是无效成分分离:脱咖啡因咖啡与脱咖啡因茶叶的生产。有害物质的去除:去除重金属、大米脱农药、催化剂再生
超临界流体萃取技术萃取目标产品的有各种不饱和脂肪酸:如沙棘籽油、小麦胚芽油、月见草油、紫苏籽油、葡萄籽油、核桃油和锯齿棕榈果油等。
香精香料有:如姜油、丁香油、桂皮油、八角油、孜然油等。
中草药萃取有效成分的有:丹参酮、青蒿素、柴胡、川芎嗪有效成分等。很多中草药萃取可获得相应的有效成分:
黄花蒿——青蒿素 丹参——丹参酮
蛇床子——挥发油 紫苏——紫苏子油
广藿香——挥发油 肉桂——肉桂油
当 归——当归油 厚朴——厚朴粉
紫 草——紫草宁
总之,超临界CO2流体萃取技术在天然产物有效成分提取方面的应用非常广泛。
序号 | 项目单位 | 项目名称 | 规格 | 数量 | 目标提取物 | |||||||
1 | 仲景大厨房股份有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 400L×3(1套),600L×3(3套) | 4 | 各种精油及树脂 | |||||||
2 | 郑州雪麦龙食品香料有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 300L×3(1套)600L×3(1套) | 2 | 各种精油及树脂 | |||||||
3 | 河南明天食品科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 2 | 各种精油及树脂 | |||||||
4 | 上海(开封尉氏县)旭梅香料有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 500L×3,600L×3 | 2 | 除各种精油及树脂外,还生产菊花浸膏 | |||||||
5 | 河北晨光生物科技集团股份有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 1500L×3 | 1 | 除各种精油及树脂外,还精提辣椒红色素 | |||||||
6 | 昆山久芳生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 各种精油及树脂 | |||||||
1 | 青海伊纳康科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 核桃油 | |||||||
2 | 青海福来喜德生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 亚麻籽油 | |||||||
3 | 青海杞珍生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 亚麻籽油 | |||||||
中药精华、保健类(青蒿素、蛋黄卵磷脂、灵芝孢子油、番茄红) | ||||||||||||
1 | 新疆红帆生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 300L×4,1500L×3 | 2 | 番茄红色素 | |||||||
3 | 广州合诚三先生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 100L×3 | 1 | 青蒿素 | |||||||
4 | 澳门生物萃取科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 蛋黄卵磷脂 | |||||||
5 | 南京中科医药生物有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 100L×3 | 1 | 灵芝孢子油 | |||||||
6 | 新疆特康生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 番茄红色素 | |||||||
7 | 广州药业集团汉方现代中药有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 300L×2 | 1 | 蛋黄卵磷脂 | |||||||
天然色素类(辣椒红色素精提) | ||||||||||||
1 | 河北晨光生物科技集团股份有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 1500L×3 | 1 | 辣椒红色素精提 | |||||||
2 | 云南瑞宝生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 辣椒红色素精提 | |||||||
3 | 印度新赛特 | 超临界CO2萃取设备 | 400L×3 | 1 | 辣椒红色素精提 | |||||||
其他(脱咖啡因、去农残、啤酒花、材料干燥等) | ||||||||||||
1 | 甘肃亚盛集团绿鑫啤酒原料有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 500L×3 | 1 | 提取啤酒花浸膏 | |||||||
2 | 江西清源生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 600L×3 | 1 | 提取鱼腥草油 | |||||||
3 | 桂林莱茵生物科技股份公司 | 超临界CO2萃取设备 | 100L×3 | 1 | 桂花精油 | |||||||
4 | 云南大东生物制药集团公司 | 超临界CO2萃取设备 | 500L×2 | 1 | 提取大蒜精油 | |||||||
5 | 航天306所 | 超临界CO2干燥设备 | 3500L×2,1500L×1 | 2 | 气凝胶干燥 | |||||||
6 | 航天703所 | 超临界CO2干燥设备 | 1000L×1 | 1 | 材料制备 | |||||||
7 | 贵州六盘水余祥堂生物科技有限公司 | 超临界CO2萃取设备 | 100L×4 | 1 | 脱咖啡因 |