CN102151416A - 安全型临界二氧化碳萃取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种安全型临界二氧化碳萃取工艺。包括CO2处理、萃取、分离及CO2回收;其中将CO2加压至临界压力值,即7-8MPa,并加温至临界温度以下,即25℃-31℃;在萃取步骤中可以采用若干萃取釜串联后进行萃取,并减小管道阻力;在减压分离时,将压力值由7.4MPa降低至3-2MPa,并从10℃开始对分离釜加热升温维持至28-31℃,在萃取步骤中也可以采用将若干分离釜串联方式。本发明由于所述工艺步骤而产生的有益效果是显而易见的,即由于工艺中采用相对于超临界CO2萃取工艺低的温度及压力值,使设备成本大幅下降,安全性能提高。由于压力降低,二氧化碳扩散系数降低,密封材料不变形,减少了工作程序,提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及天然物质的二氧化碳萃取技术,具体是一种安全型临界二氧化碳萃取工艺。
背景技术
二氧化碳萃取工艺目前都是超临界的,它有低粘度,高密度(相对于气体)和较大的扩散系数等优点。但应用于生产,它又表现出它的弊端。由于二氧化碳气化,使二氧化碳密度减小,根据有机物相似相溶原理和溶解能力与密度成比例,为了达到萃取物与二氧化碳相溶,就必须成倍地加压来提高二氧化碳密度。由于超临界二氧化碳具有的高扩散系数,它同时又对密封材料提出更高的要求,一般来说,密封圈使用一次后就膨胀大了,第二次就得换密封圈,这样就降低了生产效率,增加了生产成本。同时,高压力又造成安全隐患,不利于工业生产。
由于液体二氧化碳密度1.1千克/升,与植物油密度相接近,同时都是非极性物质。根据有机物相似相溶原理,液体二氧化碳对油脂有很好的溶解性。由于气体运动和容器管道形状有关,很可能形成死角、短路等,从而形成萃取不均匀。而液体二氧化碳就能很好解决这一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全型临界二氧化碳萃取工艺。
本发明采用的技术方案是这样的,即一种安全型临界二氧化碳萃取工艺,包括CO2处理、萃取、分离及CO2回收;其特征是:
1、CO2处理
气态CO2经过过滤和冷却后进入高压柱塞泵(其中冷却是确保进入柱塞泵的为CO2液态),柱塞泵将液态状的CO2加压至临界压力值,即7-8MPa,并加温至临界温度以下,即25℃-31℃;
2、萃取
临界状态的CO2进入萃取釜,与萃取釜中的固体物料接触,并将其中的有效成分溶解于CO2之中;由于液体二氧化碳压力低,扩散系数减小,所以萃取时间延长,为了弥补这一缺陷,采用若干萃取釜串联后进行萃取,采用大流量低压力的二氧化碳输送泵(最高工作压力10兆Pa的高压柱塞泵),即大口径的二氧化碳泵,同时为了减小管道阻力,采用大口径管道及管道阀门。在超临界CO2萃取过程中,输送管道的管径为8mm,而本发明萃取过程的输送管道及阀门的管径为20mm左右。
3、分离
在减压分离时,温度会继续下降,进入分离釜中的萃取产品在CO2中的溶解度降低并从气态的CO2中分离出来,为了获得纯净的萃取物,采用将若干分离釜串联方式,这样在一级分离釜没来得及分离的CO2在第二级及以后的分离釜中确保二氧化碳气化分离;为了防止减压后出现温度过低或产生干冰或雾点,从10℃开始对分离釜加热升温维持至25-31℃;
4、CO2回收
CO2气体由各分离釜顶部通过管道输送回步骤1进行处理后再变为液态。
本发明由于所述工艺步骤而产生的有益效果是显而易见的,即由于工艺中采用相对于超临界CO2萃取工艺低的温度及压力值,使设备成本大幅下降,安全性能提高。由于压力降低,二氧化碳扩散系数降低,密封材料不变形,减少了工作程序,提高了工作效率。
具体实施方式
以下描述本发明的实施方式,但应理解本发明并不局限于所述实施方式,在不背离基本原理的情况下可对本发明进行各种修改,但仍属于本发明由所附权利要求确定的范围。
一种安全型临界二氧化碳萃取工艺,包括CO2处理、萃取、分离及CO2回收;其特征是:
1、CO2处理
气态CO2经过过滤和冷却后进入高压柱塞泵(其中冷却时确保进入柱塞泵的为CO2液态),柱塞泵将液态状的CO2加压至临界压力值7.4MPa,并加温至临界温度以下,即29℃;采用最高压力值不大于10 MPa的高压柱塞泵;
2、萃取
临界状态的CO2进入萃取釜,与萃取釜中的固体物料接触,并将其中的有效成分溶解于CO2之中;萃取由若干个萃取釜(例如六个)串联进行,输送二氧化碳泵的管径为20mm以提高流速;由末级萃取釜将载有萃取物的CO2流输送至下一步骤;
3、分离
在减压分离时,将压力值由7.4MPa降低至3-2MPa;进入分离釜中的萃取产品在CO2中的溶解度降低并从气态的CO2中分离出来,为了获得纯净的萃取物,采用将若干分离釜串联的方式(例如采用三级分离釜串联),这样在一级分离釜没来得及分离的CO2在第二级及后续的分离釜确保二氧化碳气化分离;由于温度在减压过程中继续下降,为了防止减压后出现温度过低或产生干冰或雾点,保证气化CO2,对分离釜维持加热,从10℃开始升温至25-31℃;
4、CO2回收
CO2气体由各分离釜顶部通过管道输送回步骤1进行处理后再变为液态,再在萃取步骤2中利用。
Claims (4)
1.一种安全型临界二氧化碳萃取工艺,包括CO2处理、萃取、分离及CO2回收四个步骤;其特征是:
(1)、CO2处理
气态CO2经过过滤和冷却后进入高压柱塞泵,柱塞泵将液态状的CO2加压至临界压力值7-8MPa,并加温至临界温度以下,即25℃-31℃;
(2)、萃取
临界状态的CO2进入萃取釜,与萃取釜中的固体物料接触,并将其中的有效成分溶解于CO2之中;
(3)、分离
在减压分离时,将压力值由7.4MPa降低至3-2MPa,进入分离釜中的萃取产品在CO2中的溶解度降低并从气态的CO2中分离出来;由于温度在减压过程中继续下降,从10℃开始对分离釜加热升温维持至25-31℃;
(4)、CO2回收
CO2气体由各分离釜顶部通过管道输送回步骤(1)进行处理后再变为液态。
2.根据权利要求1所述的安全型临界二氧化碳萃取工艺,其特征是:在步骤(1)中,采用最高压力值不大于10 MPa的高压柱塞泵。
3.根据权利要求1所述的安全型临界二氧化碳萃取工艺,其特征是:在步骤(2)中,萃取由若干个萃取釜串联进行,输送二氧化碳泵的管径为20mm以提高流速;由末级萃取釜将载有萃取物的CO2流输送至下一步骤。
4.根据权利要求1所述的安全型临界二氧化碳萃取工艺,其特征是:在步骤(3)中,采用将若干分离釜串联的方式。
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