專利名稱:超臨界(或液體)二氧化碳提取鮮花頭香精油的制作方法
本發(fā)明屬于超臨界(或液體)二氧化碳抽提技術在鮮花精油分離上的應用。
本發(fā)明將鮮花散發(fā)的精油通過穩(wěn)定的吸附工藝濃縮收集，然后應用超臨界(或液體)二氧化碳從吸附劑中把精油高效率地脫附出來，達到鮮花頭香精油提取的目的。整個分離過程在接近室溫的條件下進行，特別適用于熱敏性鮮花精油組份的提取。
當前香料工業(yè)鮮花精油的提取，普遍采用揮發(fā)性溶劑浸提的方法。在具體工藝流程中使用小心精制過的石油醚浸漬鮮花，鮮花中的精油被石油醚溶解，浸漬液經濃縮，真空蒸餾等步驟，把溶劑石油醚與浸提物分離，從而獲得鮮花浸膏。如果需要生產淨油，需將浸膏用乙醇溶解，經冷凍脫臘，蒸脫溶劑等一系列步驟才能得到。
從上述工藝流程可知，為了將鮮花浸提物與溶劑石油醚分開，需要采用多次蒸餾。因此鮮花浸提物須經受較長時間的加熱，結果有可能破壞鮮花精油中某些特別嬌嫩的成份，造成浸膏香氣與鮮花的差別。
另一方面鮮花溶劑浸提法只能收集到投料瞬間花朵上含有精油。對于采摘后還能不斷生產精油的鮮花(例如茉莉、白蘭、水仙、素馨等鮮花)溶劑浸提法不可能收集鮮花在開放過程中，花朵不斷生成的精油。因此將影響鮮花精油收率。更重要的是上述鮮花精油的頭香部份將在鮮花存放過程中大部分散失于大氣中，頭香的散失將影響浸膏的香氣。
目前世界上除法國還采用古老的油脂冷吸法生產部份鮮花精油外，鮮花頭香精油的提取還未見報導。油脂冷吸法費工、費時，生產規(guī)模較小，且產品不能得到純淨的精油。
最后，使用溶劑浸提法生產鮮花浸膏時，揮發(fā)性溶劑除抽出鮮花中的精油外，也溶解相當量的其他植物成份，如臘質、旦白質、色素。因而產品呈深色脂膏狀，即使制成淨油也不能完全脫除上述雜質。
超臨界(或液體)二氧化碳抽提是近年來發(fā)展較快的分離新工藝。由于超臨界二氧化碳流體具有對于難揮發(fā)性物質溶解度大、傳質速率高、選擇性易于調節(jié)、流程較簡單、溶劑回收容易、無污染問題等一系列優(yōu)點，在化工分離過程中受到普遍的重視。加之二氧化碳臨界壓力適中(72.9kg/Cm2)，臨界溫度接近室溫(31℃)，使得超臨界二氧化碳抽提過程可以在接近室溫的條件下進行，因此特別適合天然產物中有效成份的分離精制。近年來此技術已取得若干實用性進展。在香料行業(yè)上，特別是天然香料植物的分離精制上已發(fā)表了不少試驗結果，涉及范圍很廣，已見到超臨界二氧化碳(或液體)二氧化碳直接抽提甘菊花的專利(Geyman)2.709，033、German DE 3，105，557)。但鮮花精油超臨界二氧化碳抽提還未見工業(yè)化報導。
我們認為超臨界二氧化碳抽提技術對于天然香料植物有效成份的分離精制雖然有很多優(yōu)點，但鮮花精油含量很低(一般在0.2%左右)，體積松散，堆比重很小，所以直接將大量體積松散的鮮花引入高壓釜抽提精油，在目前條件下要取得工業(yè)上的實際應用還有一定的技術經濟困難。鮮花的直接超臨界流體抽提的經濟性曾是一些作者的討論問題。
本發(fā)明針對目前工業(yè)上鮮花溶劑浸提的缺陷以及直接將鮮花引入高壓系統進行超臨界流體抽提的技術經濟困難，提出一個全新的鮮花頭香精油提取新方法。
本發(fā)明的主要目的是保證鮮花中熱敏性精油組份不會在提取過程中受熱變質，并生產出具有鮮花特有香氣的頭香精油。
本發(fā)明的主要目的也在于創(chuàng)造一個有利于采摘后鮮花繼續(xù)形成精油的環(huán)境，以便在收集鮮花頭香精油的過程中增加鮮花精油的總產量。
本發(fā)明的另一個目的在于濃縮用于超臨界二氧化碳抽提原料中的精油含量。從而減少超臨界二氧化碳抽提過程技術經濟困難，降低操作成本。
本發(fā)明的目的還包括通過采用鮮花散發(fā)香氣吸附捕集的方法，生產不含臘質、色素以及旦白質等植物其他成份的純淨鮮花頭香精油。
最后經本法加工過的鮮花同樣可以送往鮮花溶劑浸提工段，按傳統的石油醚溶劑浸提法生產浸膏。由于本法可以使鮮花存放環(huán)境有利于精油的形成，所以經本法處理過的鮮花浸膏收率和理化性能還能接近鮮花溶劑浸提法工業(yè)生產的指標(部分指標還有所改善)。
本發(fā)明特點在于將整個分離過程分成二個步驟。(1)在室溫下，將空氣經抽吸而流過鮮花層，帶出鮮花頭香，含頭香精油的空氣流經高效吸附劑床層(流化床或固定床)，精油被吸附捕集。(2)處于“溶劑狀態(tài)”的二氧化碳與已經吸附了鮮花頭香精油的吸附劑充分接觸，抽提出被吸附的精油。經上述過程處理后的殘花仍可以用做浸提香料的原料。
鮮花頭香抽氣吸附部份。剛采摘的鮮花(部份花種可以是含苞欲放的花蕾)，分層放置在四周密封的花架上。用鼓風機從花架上端抽氣，新鮮空氣由花架下端進入。當空氣通過花層時，帶出鮮花散發(fā)出來的頭香精油?？諝饬髁?立升/公斤鮮花·分鐘-50立升/公斤鮮花·分鐘。含頭香精油的空氣流經吸附器，空氣中精油被高效顆粒吸附劑所吸附(多孔吸附劑包括活性炭和大孔吸附樹脂)。抽氣吸附捕集頭香精油時間在3～48小時之間。適用于本法收集頭香精油的鮮花屬于采摘后還能不斷形成精油的鮮花。例如茉莉、素馨、白蘭、姜花、水仙……等。
在超臨界流體抽提被吸附頭香精油部分，本發(fā)明采用二氧化碳為抽提溶劑。二氧化碳流體對有機物的溶解能力取決于其物理狀態(tài)。在通常溫度和壓力下，二氧化碳氣體對鮮花精油的溶解能力極小。隨著壓力的增加，溶解能力逐步增加，一般在超臨界條件下有一個突躍的增長。本文中我們稱二氧化碳對一種或多種吸附質的溶解能力較高的狀態(tài)為“溶劑狀態(tài)”，一般是高于臨界壓力的某一狀態(tài)。將二氧化碳對一種或多種吸附質的溶解能力較差的狀態(tài)。我們稱之為“非溶劑狀態(tài)”。一般是低于臨界壓力的某一狀態(tài)。上述二種狀態(tài)只表示溶解能力具有相對差別的二氧化碳，并沒有表示絕對溶解性能的意義。
本發(fā)明中，處于“溶劑狀態(tài)”的二氧化碳流體或液體與已經吸附了鮮花頭香精油的吸附劑，在高壓釜中充分接觸，抽提出被吸附的頭香精油?！叭軇顟B(tài)”二氧化碳經過一個特殊減壓裝置，變成“非溶劑狀態(tài)”，溶解度下降，被溶解的鮮花頭香精油將大部分被析出并收集。二氧化碳將循環(huán)使用。整個分離過程在接近室溫的條件下進行(室溫30℃左右)，有效地防止鮮花頭香精油組分在加工過程變質。
本發(fā)明所指二氧化碳“溶劑狀態(tài)”是指溫度為10～60℃壓力為73～300kg/cm2條件下的二氧化碳流體，“非溶劑狀態(tài)”是指溫度為-76℃～35℃，壓力低于73kg/cm2的二氧化碳氣體。
實施例亦即。鮮花在本實例中為茉莉花。將144公斤含苞欲放的茉莉花蕾均勻分裝于24個花篩中，花篩分層裝于花架中，花架四周密封。利用鼓風機9從花架頂部管2抽氣，空氣從花架底部進入，均勻通過花層，帶出茉莉花開放過程中散發(fā)出來的香氣。含頭香精油的空氣進入吸附器3，吸附器中填裝的吸附劑為活性炭。400克。含頭香精油空氣經過活性炭層時，大部分精油被炭層吸附，然后空氣流經流量計5、閥8、鼓風機9最后通過管10放空，空氣流量為130米/小時。茉莉花從19∶30至次日凌晨0∶30在上述設備中抽氣捕集頭香精油共5小時，然后御出，茉莉花送溶劑浸提車間生產浸膏。已吸附精油的活性炭從吸附器中卸出，存于容器6中，作超臨二氧化碳抽提原料。從鋼瓶中獲得的二氧化碳經營11閥12進入凈化器13，凈化后的二氧化碳經管14閥15進入二氧化碳儲罐16。每次試驗前從容器6經閥門25管24把80克已吸附茉莉頭香精油的活性炭加到高壓釜23中。二氧化碳由管17壓縮裝置18熱交流器20調整到“溶劑狀態(tài)”即溫度10～60℃，壓力73～300kg/cm2，經管21進入高壓釜23中，與試驗前填裝在其中的已吸附頭香精油的活性炭充分接觸。二氧化碳以50～300立升氣體二氧化碳/100克吸附劑。小時的流速連續(xù)通過吸附劑床層，并抽提出吸附劑中精油。然后經管26離開高壓釜，二氧化碳流體經減壓裝置27降壓并調整到“非溶劑狀態(tài)”，即壓力低于73kg/cm2溫度-76～35℃。這時由于二氧化碳氣體對茉莉精油的溶解能力顯著降低，原來溶解于其中的精油將被析出，在解析器28中被收集，頭香精油定期從管29經閥30放出。“非溶劑狀態(tài)”的二氧化碳氣體從管31經閥32、33和管35回儲罐16循環(huán)使用。必要時經閥34，轉子流量計36計量后經管37放空。實驗連續(xù)進行，可得頭香精油8.0克。經超臨界(或液體)二氧化碳抽提過的活性炭可循環(huán)用于茉莉頭香精油的吸附捕集。
參考資料
(1)A.B.Caraguy.Perfumer and Flavorst Vol.6.Aug/Sept.43(1981)
(2)L.G.Randall.Separation Science and Technology 17 No.1(1982)
(3)German Offen 2，709，033
(4)German Offen DE 3，105，557
(5)USP 4，124，528
(6)USP 4，400，398
(7)German Offen DE 3，016，91權利要求
本發(fā)明屬于超臨流體抽提技術在鮮花香料提取上的應用。
本發(fā)明的特征在于將鮮花頭香精油提取過程分二步進行。先使用吸附劑捕集鮮花開放過程中散發(fā)的頭香精油，然后再用超臨界(或液體)二氧化碳抽提被吸附的頭香精油。
1、一種超臨流體抽提鮮花頭香精油的方法。其特點是此法包括兩個步驟①在室溫下，一段時間內，使空氣連續(xù)流過剛剛采摘的鮮花層，帶出鮮花頭香精油，含頭香精油空氣用高效吸附劑捕集其中頭香精油。②二氧化碳經物理過程成為“溶劑狀態(tài)”的二氧化碳流體，在高壓釜中該流體與已經吸附了鮮花頭香精油的吸附劑充分接觸，抽出被吸附的頭香精油，含有鮮花頭香精油的“溶劑狀態(tài)”二氧化碳流體通過一個裝置變成“非溶劑狀態(tài)”的二氧化碳氣體。鮮花頭香精油將從二氧化碳氣體中析出拜被收集。經上述捕集頭香精油處理后的鮮花仍可以用做溶劑浸提香料的原料。
2、權利要求
(1)中所述使空氣連續(xù)流過剛剛采摘的鮮花層中，其流量為1立升空氣/公斤鮮花·分鐘至50立升空氣/公斤鮮花·分鐘。
3、權利要求
(1)中在一段時間內所指時間是3～48小時。
4、權利要求
(1)中剛剛采摘的鮮花指含苞欲放的花蕾或剛剛開放的鮮花。
5、權利要求
(1)中高效吸附劑是指顆粒狀多孔吸附劑。
6、權利要求
(5)中所述顆粒狀多孔吸附劑可以是活性炭或大孔吸附樹脂。
7、權利要求
(1)中鮮花為采摘后還具有形成精油能力的鮮花。
8、權利要求
(1)中用高效吸附劑捕集其中頭香精油指含頭香精油的空氣連續(xù)通過多孔吸附劑層。(包括分層放置的固定床和流態(tài)化床層)。
9、權利要求
(1)中所指“溶劑狀態(tài)”二氧化碳流體是指溫度為10～60℃，壓力73～300kg/Cm2條件下的二氧化碳流體。
10、權利要求
(1)中所指“非溶劑狀態(tài)”二氧化碳氣體是指溫度-76～35℃，壓力低于73kg/Cm2狀態(tài)下的二氧化碳氣體。
11、權利要求
(1)中二氧化碳經物理過程指壓縮和調節(jié)溫度。
12、權利要求
(1)中該流體與已經吸附了鮮花頭香精油的吸附劑充分接觸是指“溶劑狀態(tài)”的二氧化碳流體以恒定速度流過多孔吸附劑床層。
13、權利要求
(1)中“溶劑狀態(tài)”二氧化碳流體通過一個裝置是指一個特殊設計的減壓閥門。
14、權利要求
(7)中鮮花可以是茉莉、白蘭、素馨、姜花、水仙。
15、權利要求
(9)中“溶劑狀態(tài)”二氧化碳流體可以是超臨界二氧化碳流體可以是超臨界二氧化碳流體，也可以是液態(tài)二氧化碳流體。
16、權利要求
(12)中恒定速度流過多孔吸附劑床層中所指速度是50立升二氧化碳氣體/100克吸附劑。小時至300立升二氧化碳氣體/100克吸附劑·小時。
專利摘要
本發(fā)明屬于超臨界(或液體)二氧化碳抽提技術在鮮花精油分離上的應用。 本發(fā)明的特征是不直接用超臨界二氧化碳抽提鮮花香料，而是使用吸附劑吸附鮮花開放過程中散發(fā)出來的香氣，然后用超臨界(或液體)二氧化碳抽提被吸附劑所吸附的精油的二步法，分離鮮花精油。從而可以降低操作成本，增加鮮花精油產量，并且生產出具有鮮花特有香氣的頭香精油。
文檔編號B01D11/00GK85102396SQ85102396
公開日1986年10月29日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者張鏡澄 申請人:中國科學院廣州化學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan