超临界范文10篇
时间：2023-04-04 12:13:49
超临界范文篇1
关键词超临界二氧化碳；染色原理；合成纤维；天然纤维
1前言
超临界染色(supercriticalfluiddyeing，简称sfd)，也叫无水染色(waterlessdyeing)，于1989年由德国西北纤维研究中心的科学家schollmeyer等发明，从这时起，各国科学家投入大量人力、物力研究无水染色新技术。
无水染色在世界范围内被视为对传统印染业的革命，传统织物染色需大量用水和化学助染剂，属高耗能、高污染行业，而无水染色具有工艺简单、流程短，不用助剂、染色后不用清洗、染料利用率高，并从源头上杜绝废水的生成等优点。
超临界二氧化碳染色工艺的发展将给传统印染工业带来质的飞跃，从能源节约和生态环境的观点来看，这一革新的技术都是很有意义的。
2超临界流体的特性
常规条件下物质一般有三态，即气、液、固三态。这三种状态在常压条件下可相互转变，其转变可用相图加以说明(图1)
图1纯净物质的相图
当某一种物质被压缩到其临界压力和加热到临界温度之上时，其气相和液相就成为超临界。临界点有温度和压力两个坐标，即分别为临界温度(tc)和临界压强(pc)。在临界点之上物质将成为超临界流体，其性质位于典型气体和液体之间，并兼具两者的优点。
能形成超临界流体的化合物有多种，但考虑到达到超临界状态的难易，使用时的安全性、化合物的稳定性以及是否容易获得等因素，最常用的为二氧化碳。二氧化碳是一种无色﹑无臭、不燃、不爆、无毒、无腐蚀性又容易获得的非极性气体，当超过二氧化碳的临界温度(31.1℃)和临界压力(7.39mpa)时，即超过临界点后，二氧化碳转变到超临界流体状态。超临界二氧化碳对物体具有很强的渗透作用，对物质的溶解能力比气体大得多，甚至超过液体，它的密度是气体的数百倍，接近于液体，但其粘度又同气体相等，它的扩散系数是气体的1左右，但又比液体大数百倍。超临界流体对溶质的溶解度取决于其密度，密度越高，溶解度越大。当改变其压力和温度时，密度即发生变化，从而导致溶解度发生变化。超临界流体染色就是利用超临界流体的这些特性发展起来的染色技术。
3超临界co2的染色原理
二氧化碳是非极性分子，只能溶解非极性或极性低的染料。在染色过程中，染料首先溶解在超临界二氧化碳流体中，溶解的染料随染液的流动逐渐靠近纤维界面→染料进入动力边界层(难以流动)靠近纤维界面到一定距离后，主要靠自身的扩散接近纤维→染料迅速被纤维表面吸附(它们之间的分子作用力足够大)→染料将向纤维内部扩散转移(纤维内外产生用量差或者内外染料化学位差)。
超临界二氧化碳流体染色的工艺过程很简单。染色通常是在15—35mpa的高压下进行，染色温度根据织物(或纤维)的品种进行调节，要大于纤维的玻璃化温度，一般掌握在80—160℃，也可再高些。染色时间一般为10-120min。
图2超临界co2染色过程示意图
超临界织物的染色过程为(图2)：将卷绕被染物的经轴放在高压染色釜中，把染料放入染料釜中，关闭压力容器，二氧化碳被泵压缩到超临界状态，并经过加热器加热到规定温度。超临界二氧化碳流体溶解染料釜中的染料，并被送到染色釜中，染色流体通过循环泵循环，从而染料被纤维吸附(染色)。染色结束后，染液通过分离器被减压。这时，二氧化碳变成气体，其中的染料溶解性降低而沉淀，从而分离二氧化碳和染料。不含染料的二氧化碳被回收储藏。另一方面，停止染色槽中的二氧化碳循环，开启高压染色釜，取出染色物。
超临界二氧化碳流体染色具有以下一些优点：(1)染色时不用水，无废水污染；(2)染色物没有烘干这一工序，即可缩短工艺流程，又节约能源；(3)上染速度快，匀染和透染性好，染色重现性也很好；(4)染料和二氧化碳易于回收利用；(5)不需要添加表面活性剂或其他助剂，不仅降低成本，提高染料的利用率，还有利于环境保护，减少污染；(6)适用的纤维品种较广，一些难染的合成纤维也可染色。
4超临界co2染色研究进展
4.1涤纶纤维
关于涤纶超临界二氧化碳染色的报道已经很多，涤纶属疏水性纤维，纤维结构较紧密，结晶度高。当用超临界二氧化碳作为染色介质时，虽然二氧化碳分子和涤纶分子间不会形成氢键，但是由于它分子小，分子间不会形成水中的“冰山结构”或簇状体，容易进人纤维结构致密的区域，对纤维有很强的增塑作用，可以降低纤维的玻璃化温度，增加纤维分子链的活动性和自由扩散体积，所以在温度较低的情况下便可染色。而且，有关超临
界二氧化碳对涤纶形态和性能影响的实验结果表明，超临界二氧化碳对纤维性能(拉伸性能、双折射率及纤维形态的改变)没有不利的影响。
e．schollmeyer研究小组最先利用汽巴公司提供的一系列染料对涤纶超临界二氧化碳染色做了大量的研究实验。他们研究发现涤纶纤维吸收的各种染料的量不仅受染色温度、压力和时间的影响。更重要的是，虽然染色设备不影响吸收的染料的比率，但温度和压力的变化却确实对它发生影响，从而产生色差。染色温度对吸收的染料量影响最大。温度愈高，吸收的染料愈多。在某些情况下，130℃条件下染色的纤维吸收的染料量比70℃下染色的纤维吸收的染料量要多40—50倍。
研究人员应用混合染料染涤纶时，发现每一种变化都会引起的亮度、饱和度和色相的变化。用三种染料拼色进行染色所固着的染料总量少于用两种或一种染料所固着的染料总量，表明几种染料争相进入纤维的受染位置。应用三种染料，在温度不变条件下增加压力，引起吸附染料量比例增加的变化是，红色染料较多，蓝色、黄色染料则较少。认为可能是蓝色染料和黄色染料分子量小于红色染料，较易泳移，以致染座让给红色染料。样品在低温下变化压力进行染色，色变更加明显。因此，在这个问题上，还需要进一步探索研究。
4.2其他合成纤维
锦纶纤维可以在超临界二氧化碳中实现无水染色，并能获得很好的染色效果。和涤纶纤维染色相同，在一定的压力(或温度)条件下，锦纶上的染料上染量随着温度(或压力)的升高而增加。用超临界二氧化碳介质染色，锦纶织物的耐磨擦牢度不低于水介质工艺的染色牢度。
涤纶超细纤维(pet)织物用超临界二氧化碳染色，可获出色的匀染性和比水质工艺更好的耐磨擦牢度。纤维素二醋酸酯(ct)、纤维素三醋酸酯(ca)的染色性都比常法染色好。除此之外，凯夫拉尔(kevler)纤维、诺梅克斯(nomex)纤维可在200℃条件下获得良好的染色效果。聚丙烯纤维也可用某种分散染料染色，达到实用的染色浓度。斯潘德克斯纤维dolastan的染色也没有问题。
4.3天然纤维
目前，通常有以下几种超临界二氧化碳染色天然纤维的方法：
(1)溶胀剂和交联剂浸渍处理。这种方法早期是采用8—20(owf)的高分子聚醚衍生物、聚乙烯氧化物和聚乙烯或聚丙烯乙二醇浸渍纤维。染色过程中，分散染料溶解在助剂中，通过助剂层向棉纤维空隙扩散。该工艺的主要不足是助剂的浸渍和去除必须要采用两步烘干工序。
(2)纤维改性。用疏水性基团对纤维表面进行永久改性，这些基团可与分散染料相互作用，从而提高染料对纤维的亲和力。根据已发表专利的实验结果，烷基氨改性棉及棉/pet混纺织物不仅有较高的得色量，而且综合牢度性能很好。在超临界二氧化碳中队改性天然纤维进行染色的技术有广阔的研究空间。
(3)用活性分散染料对未改性天然纤维染色。用可与纤维发生反应并形成化学键的功能基团对二氧化碳可溶分散染料进行改性。表1列出的是目前已确定的活性基在纤维素及蛋白质纤维上的固着率及纤维的色牢度性能。
表1反应基对天然纤维超临界co染后得色量及色牢度(级)的影响
5结束语
超临界二氧化碳流体染色方法已经取得了实验室的初步成功，但仍存在一些需要解决的问题：
(1)超临界染色技术最大的缺点是设备高投资和高压的安全性，100l的染色设备大约需要18xxxx—20xxxx元；高温和超高压条件下，设备具有潜在的危险性。
(2)设备的清洁问题。由于染色在一个循环体系中进行，染色过程中染料将残存于设备的管道中，这对换色带来极大的不便。
(3)匀染性问题。目前大部分设备不用搅拌装置，在染色过程中易产生染色不均匀，增加流体的流速会增加对设备的要求和成本。
(4)二氧化碳的非极性限制了超临界流体的多方面应用，为了配合超临界二氧化碳流体染色工艺需要研究各种专用纤维和染料。
(5)染色操作控制过程复杂，对生产人员的要求很高。
参考文献：
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超临界范文篇2
超临界方法改善食品风味
超临界技术还可通过萃取作用去除某些物质来改变食品的风味，如去除羊肉的膻味物质、柑橘汁的苦味物质等。而对于大蒜脱臭的工作开展较多。大蒜的深加工和综合利用中，除臭十分必要。在大蒜组织中存在着无蒜臭的蒜氨酸和蒜酶。当组织破损时，蒜酶作用于蒜氨酸，产生一系列有臭味的含硫化合物。大蒜除臭以后，应当有效地保留大蒜的主要生物活性物质超氧化物歧化酶(SOD)，没有溶剂残留，不改变大蒜的原有形态和组织机械强度，尽量延长大蒜的耐贮性。超临界CO2处理技术1991年成功地用于酶的失活，适当条件的超临界CO2处理可以使蒜酶失活，同时保留SOD。张骊［11］等曾研究利用超临界CO2钝化蒜酶和大蒜SOD保留，取得较好效果。采用较温和的超临界条件:50℃，8MPa，浸提10min，蒜酶失活率96.3%，大蒜SOD保留率96.9%。该处理过程的机理可能是:高压CO2溶于大蒜组织水产生碳酸因而暂时降低pH，使蒜酶失活，但大蒜SOD仍然稳定，当超临界CO2处理完成之后，CO2经节流膨胀自然挥发，pH也恢复至原值，因此不会因pH的变化而影响大蒜的风味。近来，有关从大蒜中萃取风味物质的研究也屡有报道［12］，相关成果对改善大蒜风味的工作有借鉴意义。大豆所特有的不良气味，即豆腥味，主要是由于其中的不饱和脂肪酸自动氧化和酶促氧化反应所生成的酮、醛、醇等物质引起。目前常用的大豆脱腥的加热法、酸法处理、溶剂法等对脱腥有一定作用，但或作用有限，或易造成蛋白质变性或流失。葛保胜［13］利用超临界CO2脱除大豆分离蛋白异味，研究了不同压力和温度对萃取效率的影响，得出了最佳萃取条件27.5MPa和45℃。萃取出的异味物质主要有醇、醛、酮和芳香类物质，经处理后的大豆分离蛋白异味减少，溶解性有所下降，持水性和乳化稳定性增强。超临界CO2流体也用于优化淀粉［14］，将淀粉与超临界CO2流体接触足够长的时间，可以有效脱去淀粉在加工和贮存过程中产生不良气味和变色物质的组分，也除去了变性淀粉中残存的一些有机溶剂，如醛类、酮类、环氧氯丙烷、乙酸等，改善了淀粉的品质。以上两方面的应用均立足于超临界流体优异的萃取性能。由于食品中拟去除的特定成分含量均较小，且其它有益成分需要得到保留，所以对于超临界萃取的选择性有很高的要求。影响选择性的因素，除物质溶解度本身的大小外，很重要的是温度、压力、助溶剂(提携剂)等对溶解度的影响，而且这些影响因素之间还存在交互作用。一些作者采用响应曲面法［15］，由萃取率的模型方程绘制反映各因素影响萃取率的响应面图，以求得最优化的工艺参数。这种方法可以提高被萃取物的萃取率，但不能保证避免其他物质的流失。我们认为，要较好的解决超临界流体的选择性问题，需要加强相关的基础研究。相对超临界工艺应用的快速发展，目前基础性研究显得不足。如超临界介质中各物质的溶解度数据及随各因素的变化规律，不同组分混合物在CO2中的相变化规律等。这些基础数据的缺乏导致预测合适的选择性萃取条件面临困难。又如，已知助溶剂对选择性有很大的影响，但作用机理至今并不完全清楚。所以，加大相关方面基础研究的力度非常重要。另外，超临界方法需要一定的设备投资和运行消耗，如何以更好的设计来提高萃取效率，减少能耗，也是需要努力的方向。和其它实用技术一样，超临界CO2用于分离和萃取也有其局限性。由于CO2的非极性和小分子量，对于许多强极性和高分子物质难以发挥作用，如果遇到这类物质的去除和分离，宜选择其它方法。
超临界技术去除食品中有害物质
研究表明，超临界CO2不仅可以很好地杀灭病菌，还可较好保持食品原有的营养品质。目前牛乳的杀菌方式主要为热杀菌，易对牛乳中热敏性营养物质产生不利的影响，如蛋白质的变性、维生素的破坏等。因此，用超临界CO2等杀菌法来代替热杀菌的研究，具有重要的价值。李华［16］等研究了超临界CO2对牛乳中细菌的杀菌效果。通过单因素实验和正交实验确定最适宜的杀菌条件，并对杀菌后牛乳的部分营养成分进行了分析。结果表明，当压力35MPa、温度为45℃，杀菌时间140min时，对牛乳中细菌的杀菌率为99.8%，且牛乳的营养成分损失较小。少量CO2的存在还可以延长牛乳的保存期。超临界CO2导致细菌死亡的原因尚不清楚，目前倾向认为，在高压状态下CO2溶解在微生物细胞中，在减压过程中溶解在微生物细胞内部的CO2迅速“爆炸”为气体，导致微生物细胞结构破坏。更具体的超临界CO2的杀菌机理有待进一步研究。有关研究发现，亚临界状态CO2也可用于杀菌，可缩短灭菌时间和降低灭菌温度。孙源源［17］研究了超临界CO2对肉馅中细菌的杀菌效果并对超临界条件的影响进行了分析。结果表明，随着处理压力的增加和处理时间的延长，超临界CO2对细菌的杀灭效果增强。在其实验的最小压力10MPa下，温度50℃，处理时间80min，菌落杀灭在95%以上，如果压力增大，在更短的时间，即可接近完全灭菌的效果。类似的较“清洁”的物理杀菌法还有“超高压”(100～1000MPa)CO2杀菌，与之相比，超临界方法具有设备简单、运行成本低、操作方便等优点。应用超临界技术去除食品中的残留农药也有一些工作。薄尔琳等［18］研究采用超临界CO2技术萃取小白菜中残留的敌百虫，获得敌百虫萃取的最优化条件。60℃、压力为35MPa、CO2流量为18mL/min时，小白菜中敌百虫萃取率为95.42%～106.73%。Walter［19］用超临界处理从鸡蛋中去除16种杀虫剂，这些杀虫剂是由饲料中带入的。超临界CO2的压力68Mpa，温度40℃，CO2流速3.0L/min，经40min萃取杀虫剂的去除率达81.8%到108.3%。Pensabene［20］以超临界CO2从鸡蛋中萃取残存的除草剂，在8.9MPa、50℃下可使残存的除草剂去除率达90.4%。在除去残留农药的应用中，超临界方法仍然以无其它物质残留、易于操控优于其它许多方法。
超临界条件下食品的纳米化
纳米技术已开始进入食品及相关产业并获得多方面的应用［21］。食品经超微细加工后，能加快营养成分在体内的传输，提高吸收率;可以改善人们食用时的口感。用于食品添加剂的生产，可以减少用量，增加其在食品中的分散度，提高利用率，降低毒副作用。例如把硒制剂制成纳米状态加入食品中在发挥抗癌作用的同时毒副作用得以减小。铁、钙、锌等人体必须的元素制剂以纳米态添加到食品中，其生物活性与吸收率均得以提高，安全性能更好［22－23］。超临界技术在纳米材料的制备中有突出的优势。超临界流体对许多固体溶质具有一定溶解性且这种溶解性随温度和压力显著变化并易于调节，形成一种新的超细颗粒制备方法［24－25］。超临界方法用于制备纳米材料的方法有三种，即超临界快速膨胀法(RESS)、超临界抗溶剂法(SAS)和超临界气体饱和溶液法(PGSS)。Eckhard［26］介绍了三种方法的基本原理和适用范围，列出已用PGSS法进行过纳米化研究的食品，如大豆卵磷脂、棕榈油、胡萝卜素、巧克力、干酪等。玉米蛋白作为一种重要的谷物储存蛋白，具有优良的生物相容性和生物可降解特性。林长春［27］等利用超临界二氧化碳抗溶剂法制备玉米蛋白微球，研究了温度、压力、溶液浓度、二氧化碳流速和溶液流速等因素的影响，制备出圆整度均匀的玉米蛋白微球，粒径分布较窄，平均粒径在160～400mm之间。纳米材料的制备有多种方法，诸如热蒸发、溅射、电弧等物理方法易于改变食品性质而不适用于食品，而溶胶－凝胶法、微乳液法等化学方法由于引入难挥发物也不宜使用。超临界方法具有溶剂无残留或低残留、产品粒径小且粒度可控、反应条件温和、工艺简单，在制备过程中颗粒的生物活性及物性损失较小等优势。在超临界制备纳米粒子的方法中，RESS法最大的局限是超临界流体对溶质的溶解度一般较小，而通过增加共溶剂来增加溶解力对食品类物质常常是不合适的。SAS法包括超临界气体抗溶剂法(GAS)等几种具体操作方法，应用较广泛，但结晶的粒子需用超临界流体清洗以去除有机溶剂，特别是有些方法中，溶液必须以比超临界流体高很多的压力喷入沉淀器中来达到雾化效果，设备费用与操作难度随之增加。PGSS法原理、装置相对简单，其最大特点是可以应用于能溶于水溶液的溶质，操作温度较低，能降低气体操作压力并减少用量，同时不使用有机溶剂，常用于低熔点和耐热微细颗粒的制备，不足之处是颗粒尺寸较难控制。综合来看，超临界流体技术是食品工业中制备微细颗粒的具有很好发展前景的一种新技术。但目前该技术一定程度上还处于实验研究阶段，研究工作多集中在工艺可行性与影响条件，在过程放大和实际应用方面仍有一些涉及基础理论的问题需要解决。
超临界范文篇3
关键词：沙姜；超临界萃取；挥发油；气相色谱仓势追
沙姜是姜科植物山萘（KacmpferiagalangaL.）的干燥根茎［1,2］，主要产于广东、广西等省区，味辛，性温，有行气温中、消食、止痛的作用，用于胸膈胀满、脘腹冷痛、饮食不消。
超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction，SFE）［3］是近年发展起来的一种分离新技术，具有效率高、有效成分不被破坏等优点，尤其适用于热不稳定性天然产物的分离精制，是目前研究中草药等天然产物成分的重要方法之一。本文采用超临界CO2法萃取沙姜的有效成分，用GCMS方法进行分离鉴定，并与水蒸气蒸馏法提取物的化学成分进行比较。
1实验部分
1.1材料与仪器沙姜样品为广东阳春出产，经广东药学院房志坚教授鉴定。
HA2305003型超临界流体萃取装置（江苏南通华安超临界萃取有限公司）；HP6890GC/5973MS型气相色谱仓势琢用仪。
1.2沙姜超临界CO2萃取物的提取将沙姜粉碎干燥后投入萃取釜中，按如下工艺流程萃取：CO2钢瓶→冷冻系统→高压泵→萃取釜→解析釜I→解析釜II→冷冻系统（循环）。萃取压力20MPa，温度为45℃；分离釜Ⅰ压力9MPa，温度为55℃；分离釜Ⅱ压力6MPa，温度为45℃；流量为6L/h连续动态萃取2h。萃取物为棕黄色半透明的油状物。
1.3沙姜水蒸气蒸馏法挥发油的提取取沙姜样品粉碎后，按2005年版《中国药典》附“挥发油测定法”方法乙提取，得挥发油。
1.4GCMS分析条件
1.4.1GC条件色谱柱：SE30（30m×0.25mm,0.25μm）石英毛细管柱；程序升温：起始温度70℃，以8℃/min升温至250℃，保持15min；进样口温度：250℃；载气：He；柱前压：50kPa；分流比：50∶1；进样量：0.2μL。
1.4.2MS条件EI离子源;电子能量70eV；扫描质量范围29.0～450au；离子源温度230℃；接口温度280℃；倍增电压2200V。
2结果与讨论
分别取沙姜超临界萃取物和水蒸气蒸馏法提取物进行GCMS分析，测得其气相色谱仓势鬃芾胱恿魃谱图，见图1和图2。经计算机检索及人工解析质谱并与标准图谱核对，并用峰面积归一化法定量测定各成分的相对含量，结果见表1。将沙姜超临界萃取物和水蒸气蒸馏法提取物的分离鉴定结果进行比较，两者有很大的不同，水蒸气蒸馏法分离鉴定得到了28种组分，其中对甲氧基肉桂酸乙酯、肉桂酸乙酯、δ3草芟┖捅片的含量较高；沙姜超临界CO2萃取物只有9种组分，以十五烷、肉桂酸乙酯、对甲氧基肉桂酸乙酯的含量较高。
两者均含有对甲氧基肉桂酸乙酯但含量高低不同，水蒸气蒸馏法含对甲氧基肉桂酸乙酯为5996％，而超临界萃取物含量则高达75.49％。药理实验证明［4,5］，对甲氧基肉桂酸乙酯具有抗促癌活性，可在肿瘤发生过程中的启始阶段和促进阶段分别发挥阻抑作用，具有化学防癌的功效，是一种安全性强、防癌效果好的天然化合物。作为沙姜中的主要有效成分，对甲氧基肉桂酸乙酯适合为沙姜药材的质量定量依据，文中可见超临界萃取法比水蒸气蒸馏法能更有效地对之进行选择性提取，体现了超临界萃取法的优越性。
超临界萃取物中还含有较高含量的十五烷（13.66％），而挥发油中没有此组分，这是由超临界萃取的特点所决定的。
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超临界范文篇4
关键词：超超临界发电机组技术选型
0前言
我国在未来相当长的时期内电力生产仍是以煤为主的格局。为保证电力工业可持续发展，加快电力结构调整的步伐，最现实、最可行的途径就是加快建设超临界机组，配备以常规的烟气脱硫系统。目前，CFB，PFBC，IGCC等技术仍处于试验或示范阶段，在大型化方面还有很长的路要走，而超临界和超超临界机组的发展已日趋成熟，其可用率、可靠性、运行灵活性和机组寿命等方面已接近亚临界机组。
超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力（22.12MPa）的机组。习惯上又将超临界机组分为2个层次：①常规超临界参数机组，其主蒸汽压力一般为24MPa左右,主蒸汽和再热蒸汽温度为540～560℃；②高效超临界机组，通常也称为超超临界机组或高参数超临界机组，其主蒸汽压力为25～35MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580℃及以上。理论和实践证明常规超临界机组的效率可比亚临界机组高2%左右，而对于高效超临界机组，其效率可比常规超临界机组再提高4%左右。
1国外超临界机组的发展状况与计划
1.1发展现状
大型超临界机组自20世纪50年代在美国和德国开始投入商业运行以来，随着冶金工业技术的发展，提供了发电设备用的碳素体钢、奥氏体钢及超合金钢。到今天超临界机组已大量投运，并取得了良好的运行业绩。近十几年来，发达国家积极开发应用高效超临界参数发电机组。美国（169台）和前苏联（200多台）是超临界机组最多的国家，而发展超超临界技术领先的国家主要是日本、德国和丹麦。
德国是发展超超临界技术最早的国家之一，在早期追求高参数，但后来蒸汽参数降低并长期稳定在25MPa/545℃/545℃的水平上，其后蒸汽参数逐步提高。2003年投产的Niederaussen电厂参数为965MW26MPa/580℃/600℃，设计热效率为44.5%。日本因能源短缺，燃料主要依赖进口，因此采用超临界发电机组（占总装机容量的60%以上）。1989年和1990年，日本的川越（Kawagoe）电厂先后投运两台参数为700MW31MPa/566℃/566℃/566℃。这是日本发展超超临界发电技术的标志性机组。近年来一批百万千瓦级超超临界发电机组相继投入运行，除达到很高可靠性外，其循环效率可达到45%左右。丹麦亦十分重视高参数超临界机组的发展，在提高机组蒸汽参数的同时利用低温海水冷却大幅提高机组效率。1998年投运的ordjylland电厂其机组参数为400MW28.5MPa/580℃/580℃/580℃，机组效率高达47%。2001年投运的AVV2电厂一台超超临界机组，其机组效率高达49%，这是目前世界上超超临界机组中运行效率最高的机组。
从各国的发展来看，自20世纪90年代初开始发展超超临界机组，到90年代末期其蒸汽温度基本都提高到了580～600℃，并且都有相应的电厂成功地投入了商业运行。值得注意的是国外超超临界发电机组许多建在海边，利用低温海水冷却，使机组循环效率进一步提高。
1.2发展计划
欧盟为了发展超超临界发电技术先后制定了若干研究计划，正在执行的Thermie计划（先进的700℃燃煤电厂）（1998～2014），计划建设参数为37.5MPa/700℃/720℃/720℃的超超临界机组，主要目标是：①使电厂的净效率由47%提高到55%（对于低的海水冷却水温度）或52%左右（对于内陆地区和冷却塔）；②降低燃煤电站的造价。日本进行了目标分别为31.4MPa/593℃/593℃/593℃、31MPa/630℃/630℃和34.3MPa/649℃/593℃/593℃的超超临界机组研发计划。力争将发电机组设计效率提高到45%以上。美国也正在组织和支持一项发展更高参数超超临界发电机组的研究项目—“760℃”计划，目标是研制适合蒸汽参数为38.5MPa/760℃的新合金材料，将超超临界机组的主蒸汽温度提高到760℃的水平，从而大大提高超超临界机组的效率。俄罗斯也设计了新一代的超超临界机组，蒸汽参数为30～32MPa/580～600℃/580～600℃，预计电站的效率可达44%～46%。可见上述各国都将高参数超超临界发电机组作为今后的发展方向。
2国内超临界机组的发展状况
目前我国的发电机组已进入大容量、高参数的发展阶段，近10多年来已从国外引进了7800MW常规超临界机组（不包括后石电厂已投运4×600MW），分别是华能石洞口二厂2×600MW，华能南京电厂2×300MW，华能营口电厂2×300MW，华能伊敏电厂2×500MW，盘山电厂2×500MW，绥中电厂2×800MW，外高桥电厂2×900MW，这些机组具有较高的技术性能，在提高发电煤炭利用率和降低污染方面发挥了一定的作用，也为我国超临界机组的运行积累了经验。目前，中国华能集团公司正在沁北电厂建设2×600MW超临界机组（预计2004年投运），为我国自行研制、开发大型超超临界发电机组奠定了基础。2002年国家科技部把“超超临界燃煤发电技术”研究课题列入863计划，并由国内近20个科研机构、大学、电力设计单位参与课题的各项研究任务。国家计委也批准了华能玉环电厂建设两台百万千瓦级超超临界发电机组，2003年3月已动工兴建。超临界和超超临界机组将成为我国“十•五”后的主要发展机型。
3发展超超临界发电机组的若干技术问题
3.1材料问题
发展超超临界机组在设计和制造中有许多关键技术问题有待解决，其中开发热强度高、抗高温烟气氧化腐蚀和高温汽水介质腐蚀、可焊性和工艺性良好、价格低廉的材料是最关键的问题。
火电机组用钢主要有两大类：奥氏体钢和铁素体钢（包括珠光体、贝氏体和马氏体及其两相钢）。奥氏体钢比铁素体钢具有高的热强性，但膨胀系数大，导热性能差，抗应力腐蚀能力低，工艺性差，热疲劳和低周疲劳（特别是厚壁件）也不及铁素体钢，且成本高得多。
目前，超临界和超超临界机组根据采用的蒸汽温度的不同，主要采用了以下三类合金钢：
（1）低铬耐热钢。包括1.25％Cr-0.5%Mo(SA213T11)、2.25Cr-1Mo(SA213T22/P22)、1Cr-Mo-V(12Cr1MoV)以及9％～12％Cr系的Cr-Mo与Cr-Mo-V钢等，其允许主汽温为538～566℃。
（2）改良型9％～12％铁素体－马氏体钢。包括9Cr-1Mo（SA335，T91/P91）、NF616、HCM12A、TB9、TB12等，一般用于566～593℃的蒸汽温度范围。其允许主汽温为610℃，30MPa再热汽温625℃；使用壁温：锅炉625～650℃，汽机600～620℃。
（3）新型奥氏体耐热钢。包括：18Cr-8Ni系，如SA213TP304H、TP347H、TP347HFG、Super304H、TempaloyA-1等；20-25Cr系，如HR3C、NF709、TempaloyA-3等。这些材料的使用壁温达650～750℃，可用于汽温高达600℃的过热器与再热器管束，具有足够的蠕变断裂强度和很好的抗高温腐蚀性能。
正是由于上述低铬耐热钢和改良型9％～12％Cr铁素体型钢的研制及使用成功，促进和保证了超超临界机组的发展，并降低了超超临界机组的造价，在经济上具备竞争力。目前，这些新型钢已在欧洲和日本的电厂推广应用，主蒸汽温度最高达610℃。
国外的成功运行经验为我国设计制造超超临界发电机组打下良好基础，但材料的若干技术问题还须进一步研究：在所选蒸汽参数下，锅炉、汽轮机各部件所选用材料、壁厚、用材量、造价分析，运行性能及技术经济分析；还应验证新材料的持久强度、蠕变强度、断裂韧性、低周疲劳特性、设计应用安全系数，热应力寿命损耗特性、工艺性等。
3.2蒸汽参数
机组的蒸汽参数是决定机组热效率，提高热经济性的重要因素。提高蒸汽参数（蒸汽的初始压力和温度）、采用再热系统、增加再热次数，都是提高机组效率的有效方法。
根据工程热力学原理，工质参数提高必然使得机组的热效率提高，这主要是改善热力循环系统所致。从研究成果可知，主蒸汽温度每提高10℃，热效率值可提高约0.28%；再热蒸汽温度每提高10℃，热效率可提高约0.18%。对于一次中间再热的超临界参数以上的发电机组，工质压力每提高1MPa，热效率大约可提高0.2%。
因此，在同比条件下（均为一次再热），主蒸汽压力从25MPa升至31MPa，机组热效率相对只提高约1%，只有单纯将温度从566℃/566℃提高至600℃/600℃时热效率提高的一半。部分专家的分析意见认为，我国目前超超临界机组的主汽压力应取在世界先进水平28～31MPa的下限，这主要是考虑到提高设备的可靠性。根据早期超超临界机组的运行情况看，机组事故的产生多是由于高压段参数所引起。另一个考虑就是降低设备的造价。主汽参数的选择对造价影响非常大，特别是在锅炉受热面和汽轮机高压缸。但对于主汽压力25MPa的情况来说，采用25MPa/600℃/600℃与相同容量常规超临界24.2MPa/566℃/566℃机组相比，除部分材料及图纸需要更改外，大部分图纸可以通用，技术继承性较好。
从近年来国际上超超临界发电机组参数发展看，主流是走大幅度提高蒸汽温度（取值相对较高600℃左右）、小幅度提高蒸汽压力（取值多为25MPa左右）的技术发展之路。此技术路线问题单一，技术继承性好，在材料成熟前提下可靠性较高、投资增加少、热效率增加明显，即综合优点突出，此技术路线以日本为代表。另一种技术发展是蒸汽压力和温度都取值较高（28～30MPa，600℃左右）、从而获得更高的效率，主要以丹麦的技术发展为代表。近年德国也将蒸汽压力从28MPa降至25MPa左右。综合上述，我国发展超超临界起步参数选为25MPa/600℃/600℃是较为合理的。
超超临界今后发展重点仍偏重在材料研发与温度提高上。将目前已经达到的600～610℃平台，依次跃升到650～660℃、700～710℃及750～760℃三个台阶。与此同时，在技术已经成熟及不断降低制造成本、提高自动化水平前提下，也会继续尝试升压之路，把初压最终提高到35Mpa以上并采用两次再热，使汽轮机效率达到最高境界。
应该看到，世界上先进的超临界和超超临界电站的发展经验表明，机组效率的提高来源于许多方面的因素，如：较低的锅炉排烟温度，高效率的主、辅机设备，煤的良好燃烧，较高的给水温度，较低的凝汽器压力，较低的系统压损，蒸汽再热级数，等等。据国外研究报告估计，仅由于提高蒸汽参数而提高的效率最多为效率总提高量的一半左右。因此，发展超超临界机组的工作不仅仅是简单地提高蒸汽参数就可以实现，还必须同时注重其他相关技术的开发和研究工作。
3.3机组容量
影响发电机组容量选择的因素有：①电网（单机容量<电网容量的10%）；②汽轮机背压；③汽轮机末级排汽面积（叶片高度）；④汽轮发电机组（单轴）转子长度；⑤发电机的大容量化，即单轴串联布置或双轴并列布置。
一般而言单机容量增大，单位容量的造价降低，也可提高效率，但根据国外多年分析研究得出，提高单机容量固然可以提高效率，但当容量增加到一定的限度（1000MW）后，再增加单机容量对提高热效率不明显。国外已投运的超超临界机组单机容量大部分在700MW～1000MW之间。就锅炉而言，单机容量继续增大，受热面的布置更为复杂，后部烟道必须是双通道，还必须增加主蒸汽管壁厚或增加主蒸汽管道的数目。
单机容量的进一步增大还将受到汽轮机的限制。近30年来，汽轮机单机容量增长缓慢，世界上现役的单轴汽轮机大部分为900MW以下，最大功率单轴汽轮机仍然是前苏联制造的1200MW汽轮机，双轴最大功率汽轮机是美国西屋公司制造的（60Hz）1390MW。目前世界上900MW以上的机组，无论50Hz还是60Hz，都是以双轴布置占多数。但是随着近年来参数的不断提高，更长末叶片的开发以及叶片和转子材料的改进，单轴布置越来越成为新的发展趋势。
由于超超临界机组与超临界机组在设计和制造方面实际上没有原则性的界限，温度600℃以下的这两种机组所用的材料种类有许多是相同的，因此，从现有国内制造业基础及技术可行性考虑，建议我国起步阶段开发的超超临界机组的容量应在700～1000MW之间。而从效率、单位千瓦投资、占地、建设周期、我国经济和电力工业发展的需要考虑，选择1000MW大型化超超临界机组方案是合理的。
3.4锅炉炉型
3.4.1锅炉布置型式
超临界锅炉的整体布置主要采用П型布置和塔式布置，也可T型布置；采用T型布置的主要是前苏联的超临界机组。如我国引进的伊敏、盘山电厂500MW和绥中电厂800MW锅炉。
超超临界锅炉设计通常采用П型炉和塔式炉，其中П型炉在市场中占多数。所有的褐煤炉都采用塔式炉，如德国和丹麦的燃煤电厂。欧洲的烟煤炉两种型式都有，而日本和美国通常采用П型炉。
我国发展超临界机组，选择锅炉的整体布置形式，必须根据具体电厂、燃煤条件、投资费用、运行可靠性等方面，进行全面技术经济分析比较，选定锅炉П型或塔式的布置型式。选用时应重视煤质特性，特别是煤的灰分。燃用高灰分煤，从减轻受热面磨损方面考虑，采用塔式布置较为合适。
3.4.2燃烧方式
直流燃烧器四角切圆燃烧和旋流燃烧器前后墙对冲燃烧是目前国内外应用最为广泛的煤粉燃烧方式。由于切圆燃烧中四角火焰的相互支持，一、二次风的混合便于控制等特点，其煤种适应性更强，目前我国设计制造的300MW、600MW机组锅炉大多数采用这种燃烧方式。对冲燃烧方式则具有锅炉沿炉膛宽度的烟温及速度分布较均匀，过热器与再热器的烟温和汽温偏差相对较小的特点。
国外各主要锅炉制造商在其燃烧器的型式方面都有各自的传统技术，例如：美国CE公司以及同属一个技术流派的日本三菱重工是采用直流燃烧器切圆燃烧方式，而美国B&W公司、俄罗斯等则采用旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式。在我国虽然直流燃烧器切圆燃烧方式占主导地位，但实际运行情况表明，除一般认为直流燃烧器切圆燃烧方式NOx的生成量比旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式稍低外，在大容量煤粉炉的着火及低负荷燃烧稳定性、燃烧经济性、对炉膛水冷壁结渣的影响等方面，旋流燃烧器前后墙对冲燃烧方式与直流燃烧器四角切圆燃烧方式并没有显著差异。
锅炉布置方式与其采用的燃烧方式之间并无必然的联系。不过，当采用П型布置切圆燃烧时，一般认为，四角切圆燃烧锅炉由于炉膛出口的残余旋转导致的烟气侧热力偏差会随着锅炉容量的增大而加剧，因此部分锅炉制造商提出四角切圆燃烧适用的锅炉容量上限应有所限制，锅炉容量进一步增大，应采用八角双切圆燃烧方式。日本三菱重工提出，四角切圆燃烧方式适用的锅炉容量上限大约为800MW，而八角双切圆燃烧方式自500MW起可一直适用到1000MW以上。
超超临界的锅炉布置型式和燃烧方式两者应合理搭配，根据国内外锅炉制造厂的设计方案，如下四种燃烧方式与锅炉布置型式相适应：①四角单切圆塔式布置;②墙式对冲塔式布置;③八角双切圆行筒贾;④墙式旋流行筒贾。
3.5汽机系统
提高汽轮机出力的途径主要有以下几点：①提高新蒸汽参数，增大汽轮机总体理想焓降△Hi；②采用给水回热系统，减小汽轮机低压缸排汽流量，增加进汽量，从而达到增加出力的目的；③增加汽轮机低压缸末级通流面积，一种办法就是增加末级叶片高度，这是国内外大容量汽轮机的一个主要发展方向，另一种办法采用低转速（如半转速）；④采用多排汽口，低压缸采用分流技术是增大单轴汽轮机很有效的措施，国外百万千瓦级超超临界单轴机组的低压缸排汽口数量已达6个以上(采用3个及以上双流低压缸)；⑤提高汽轮机排汽背压，使汽轮机末级叶片出口蒸汽的密度增大，从而增加汽轮机出力。
锅炉的设计必需同时考虑燃烧和汽水循环，而汽机的设计和运行只需考虑蒸汽一种。汽轮机设计过去注重提高出力和可靠性，现在还应注重材料的合理选用以降低投资和提高效率。因此超超临界汽轮机的设计应重点考虑：
（1）材料选择和消耗。蒸汽温度影响材料的选择，蒸汽压力主要影响材料的消耗，因此综合工程设计及材料制造费用，汽机价格将随压力的增加而略有增加。材料的选择还应有利于降低叶片损失。
（2）在价格不变的情况下应提高材料的蠕变强度，使其运行在更高的温度下；同时提高材料的疲劳强度，保证汽机和电厂的热灵活性，易于运行和较少的维护检修。
（3）低压缸采用更长的末级叶片，增加排汽面积。
目前国内超临界或亚临界机组大多负荷率偏低，在低负荷运行工况下难以达到汽轮机的设计效率，同样要发挥超超临界机组的高效率，就必须在较高负荷工况下运行。
4结语
发展超超临界发电机组应进行技术和经济的综合分析，针对具体的超超临界电厂，参数的选择还要根据厂址所在电网的容量、负荷增长速度、燃料价格和机组的年利用小时以及影响经济性的几个重要因数（如钢煤比价等）作具体的技术经济分析。
通过对亚临界、超临界和超超临界工程的投资估算和分析论证，在年利用小时达到5500h时，超超临界的电价与亚临界电价达到相同[2]。年利用小时的敏感性分析说明，超超临界电厂建设在缺电的地区较为合适。另有部分专家认为：以电厂运行25年计，标准煤价超过250元/t，采用超临界机组及超超临界机组比亚临界机组有更好的效益；标准煤价超过210元/t，采用超超临界机组比超临界机组有更好的效益。
超超临界机组在国际上已经是较为成熟的技术，因此，在总结我国已引进的超临界机组制造技术和运行经验的基础上，发展我国的超超临界发电机组，技术上是切实可行的。要采用引进技术和消化吸收、相结合的发展之路，充分利用我国现有的设备制造、电站设计和运行能力，加快超超临界机组的发展进程。
5参考文献
超临界范文篇5
超临界流体技术一般是控制温度和压力的条件下，或者加入其他物资的情况下改变体系的传质系数、传热系数及化学反应特征的，这能更加高效清洁地进行化学生产，有的在超临界的状态下能节省能耗，所以超临界流体技术也被称为超级绿色化学技术。超临界液体技术（SCF）现在广泛应用到了材料制备中。早在上世纪九十年代该技术就已经开始应用，把二氧化碳制备成超临界的状态，以它为介质来制取特氟龙；还有聚丙烯工艺中也应用了SCF技术，利用丙烷的特点来做稀释剂，该技术也是做PE的升级版。当下，超临界流体技术则更多地应用在了高分子材料，复合材料，不易粉碎的无机物材料，以及提取不太容易溶解在单一超临界液体中的有机物。现在应用的超临界流体技术的方法主要有一下几种：
1、快速膨胀法，该方法主要用于固体颗粒状的物质的制备；
2、压缩抗溶剂发，主要用于制备微孔、微球类的物质，所以在药物分子及聚合物共沉上应用较多，也较成熟；
3、抗溶剂法，通常该方法会应用在制备爆炸性物质和不溶于单一超临界流体的有机物上等。除了以上在制备材料方面的突出贡献，超临界流体技术还在分析化学中大展拳脚。它与色谱技术相结合，能在色谱研究中得到比气象色谱更高效，比液相色谱更精准的超临界流体色谱。更由于它的高效和低成本使得超临界流体技术在石油化工、环境保护还有医药化学等多个领域得到广泛使用。
2绿色化学工程技术的应用
绿色化学指用化学的技术和方法，再结合其他学科的知识来减少或者消除化学对于人类的危害、社会的危害以及环境的危害。从源头的原材料开始，到生产过程中的试剂和介质还有催化剂，到最后的产物及副产物都要求绿色、环保、无毒害，还有就是“原子经济性”的“零排放”。像在绿色无毒原料控制方面，石油化工原料就可以改变成生物原料的。制作尼龙可以不用含苯的石油化工原料，改成生物原料，生物原料的淀粉及纤维素等在酶催化反映下也能形成己二酸，这样一样可以制作尼龙，而且对人体和环境都危害极小。再比如在反应过程中对介质、溶剂等的控制，也要求无毒无害，在有机反应中水就是很好的溶剂，不仅对环境无害还能节省到有机反应中的官能团的保护还有去保护等环节，所以也省工艺省时间了。还有反应中用的绿色催化剂，绿色催化剂能更加正对性，更加高效地参与化学反应，并且得到的副产物少。在有机合成反应中，绿色催化剂的应用显得尤为重要。像不对称合成反应中，催化剂不仅为化学农药和精细化工提供反应需要的中间体，有的还能为反应提供绿色的合成技术。比如酶催化反应、氢酯化反应、还有不对称酮反应等。
3化学工程技术中的传热研究
化学反应中传热的研究是化学工程的重要内容，因为它严重影响着一个反应的能耗，反应的进程等。在微细尺度传热研究中，由于尺度微细，原有的传热假设及会发生变化，其流动还有传入的规律也会发生变化。目前在纳米、微米、集成电子设备还有微型热管领域中该传热研究交深入，取得了较不错的成果。而我们在改进传热工艺和设备上也做足了研究，为了提高传热效率，我们可以改进设备的性能，使其持续对外传热的能力提高，改变里面的传热材料和工艺的设计来实现传热的效率。然而我们现在投入很多精力的滴状冷凝技术的研究还没能取得很好的成果。由于我们不能在维持物质在滴状的时候冷凝，同时冷凝表面寿命延长,所以目前这个难题还很难突破。还有就是我们在计算沸腾时的传热存在很多弊端，复杂的沸腾状态不适用目前所有的传热计算方式，就研究沸腾传热的计算方法也是一大块难题的，所以就滴状传热技术的研究也将会是我们传热研究领域的一个重要课题，如果该研究获得进展必将改变现在很多的化学生产工艺形式，将会带领化学生产进入一个新的时代。
4结语
超临界范文篇6
关键词：植物油脂，提取工艺
植物油料大多来源于植物的种子，含有人体所必需的不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸、油酸等，是关系国计民生的重要大宗农产品。我国是世界上最大的食用油需求国和世界第一大食用油生产国。入世以来，我国植物油行业面临着巨大的冲击：降低关税、扩大市场准入、取消出口补贴和逐步放开贸易权，进口完全实行市场化自由竞争。2004年我国植物油进口量达到历史最高水平，引来社会各界对植物油市场的关注和忧虑，植物油生产领域如何改进提取工艺，提高国际竞争力就显得十分迫切。本文在此背景下就植物油的提取工艺及最新研究进展作以综述。
1传统植物油提取工艺
传统植物油提取工艺主要有压榨法和浸出法两种。
1.1压榨法
压榨法是借助机械外力的作用，将油脂从油料中挤压出来的取油方法，目前是国内植物油脂提取的主要方法。压榨法适应性强，工艺操作简单，生产设备维修方便，生产规模大小灵活，适合各种植物油的提取，同时生产比较安全。按照提油设备来分，压榨法提油有液压机榨油和螺旋机榨油两种。液压榨油机又可以分为立式和卧式两类，目前广泛使用的是立式液压榨油机。
压榨法存在出油率低，劳动强度大，生产效低的缺点并且由于榨油过程中有生坯蒸炒的工序，豆粕中蛋白质变性严重，油料资源综合利用率低。
1.2浸出法
浸出法是一种较先进的制油方法，它是应用固液萃取的原理，选用某种能够溶解油脂的有机溶剂，经过对油料的接触（浸泡或喷淋），使油料中油脂被萃取出来的一种方法，多采用预榨饼后再浸提。
在我国，采用直接浸出或预压榨浸出工艺的植物油脂每年超过800万吨，这些油几乎全部使用的是6号溶剂油，其主要成分为六碳的烷烃和环烷烃，沸点在60～90℃（发达国家用的工业己烷，沸点在66.2～68.1℃）。由于6号溶剂油是从石油中提炼的的产品，而今石油能源短缺，市场价格居高不下，而且剩余的高沸点溶剂对饼粕食用卫生安全质量有影响，因此人们不得不考虑开发替代溶剂。目前国内已经有人开始丙烷、丁烷等作为溶剂提取小麦胚芽油的研究，这种方法适合一些特种油脂的分离提取，油脂中有效成分不被破坏，所得的蛋白粕可以用于深加工，有很好的发展前景。还有进行油料生胚挤压膨化后直接进行浸出制油的研究，生坯挤压膨化后，多孔性增加，酶类被钝化，溶剂对料层的渗透比和排泄性都大为改善，浸出速率提高，混合油浓度增大，浸出毛油品质提高，出油率大大提高。国外生胚膨化浸出工艺已广泛应用，我国对这一技术的研究和应用也有了较大的进展。
浸出法具有出油率高，粕中残油率低，劳动强度低，生产效率高，粕中蛋白质变性程度小，质量较好，容易实现大规模生产和生产自动化等优点。其缺点为浸提出来的毛油含非油物质较多，色泽较深，质量较差，且浸出所用溶剂易燃易爆，而且具有一定毒性，生产的安全性差以及会造成油脂中溶剂的残留。
2新研究开发的植物油脂提取工艺
2.1水代法
水代法与普通的压榨法、浸出制油工艺不同，主要是将热水加到经过蒸炒和细磨的原料中，利用油、水不相溶的原理，以水作为溶剂，从油料中把油脂代替出来，故名为水代法。这种提油方法是我国劳动人民从长期的生产实践中创造和发明的。目前，水代法主要用于小磨香油的生产。水代法提油的工艺有很多优点：提取的油脂品质好，尤其是以芝麻为原料的小磨香油；提取油脂工艺设备简单，同时能源消耗少；还有就是水代法以水作为溶剂，没有燃爆的危险，不会污染环境，并且可同时分离油和蛋白质。但主要缺点为出油率低于传统浸出法，在浸提过程中易污染微生物。
2.2水酶法
水酶法提油是一种较新的油脂与蛋白质分离的方法，它将酶制剂应用于油脂分离，通过对油料细胞壁的机械破碎作用和酶的降解作用提高油脂的提取率，与传统提油工艺相比水酶法提油工艺具有处理条件温和，工艺简单、能耗低、并且能同时得到优质的植物油脂和纯度高、再利用性强的蛋白质等优点。国外在这方面的研究较早，1983年Fullbrook等人用蛋白水解酶和对细胞壁有降解作用的酶从西瓜籽、大豆和菜籽中制取油脂和蛋白质，大豆油回收率可达90%，菜籽油为70%~72%；1986年McGlone等人用聚半乳糖醛酸酶、a-淀粉酶和蛋白酶提取椰子油，油脂收率为74%~80%；1988年Sosulski对Canola油料进行酶解预处理后再进行己烷浸出，可明显缩短浸出时间，提高浸出效率；1993年Sosulski等人对Canola油料先进行酶处理后再进行压榨，未经酶处理的Canola压榨出油率仅为72%，经过酶处理后可达90%~93%；1996年CheMan等人用纤维素酶、a-淀粉酶、聚半乳糖醛酸酶和蛋白酶对椰子进行水酶法提油，油脂收率为73.8%。国内王瑛瑶、王璋等进行了水酶法提取花生蛋白质和花生油的研究。这些研究为水酶法应用于同时进行油脂和蛋白质的分离作了理论上和实践上的尝试。
2.3反胶束萃取技术
一般将表面活性剂溶于水中，并使其浓度超过临界胶束浓度(CMC)时会形成聚集体，这种聚集体属于正常胶团；若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中并使其浓度超过临界胶束浓度便会形成与上述相反的聚集体，即反胶束，因此反胶束就是指分散于连续有机溶剂介质中的包含有水分子内核的表面活性剂的纳米尺寸的聚集体，也称逆胶束或反胶团。在反胶束中，表面活性剂的非极性尾在外，与非极性的有机溶剂接触，而极性头在内形成一个极性核。根据相似相溶原理，该极性核具有溶解极性物质的能力，如蛋白质、酶、盐、水等分子。如果极性核溶解了水之后就形成了“水池”，此时反胶束也称为溶胀的反胶束。
用反胶束系统萃取分离植物油脂和植物蛋白质的基本工艺过程为，将含油脂和蛋白质的原料溶于反胶束体系，蛋白质增溶于反胶束极性水池内，同时油脂萃取入有机溶剂中，这一步称为前萃，然后用水相，通过调节离子强度等，使蛋白质转入水相，离心分离，实现反萃。这样将传统工艺的提油得粕再脱溶的复杂冗长流程，改进为直接用反胶束系统分离油脂和蛋白质，工艺过程大为缩短，能耗大为降低。反胶束分离过程中，蛋白质由于受周围水层和极性头的保护，蛋白质不会与有机溶剂接触，从而不会失活。避免了传统方法中蛋白质容易变性的缺点。国内的对这方面也作了一些研究：程世贤等人用反胶团提取大豆中的蛋白质和豆油，结果表明大豆蛋白质的萃取率最高达96.9%，豆油的萃取率为90.5%；陈复生、赵俊庭等人用反胶束体系进行了萃取花生蛋白和花生油的研究，得出了用反胶束体系同时萃取植物油脂和植物蛋白是可行的结沦，并得出了最佳工艺参数；陈复生等人对经反胶束萃取法得到的豆油脂肪酸成分与常用的溶剂萃取法进行了比较。这些研究为反胶束法用于分离植物油脂提供了一定的理论基础。
2.4超临界CO2萃取法
超临界CO2萃取方法是利用超临界流体具有的优良溶解性及这种溶解性随温度和压力变化而变化的原理，通过调整流体密度来提取不同物质。超临界CO2萃取植物油脂具有许多优点，如工艺简化，节约能源；萃取温度较低，生物活性的物质受到保护；CO2作为萃取溶剂、资源丰富、价格低、无毒、不燃不爆，不污染环境。
近三十年来，国外在超临界CO2萃取植物油脂的基础理论研究和应用开发上都取得了一定的进展。对超临界CO2提取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽油、红花籽油等都做了系统的研究，制造出容积超过10000L的提取装置，并在特种油脂方面己有工业化生产。我国科技界对超临界流体萃取技术也倍加关注，国家自然科学基金委员会也对其进行了大力支持，短短几年内，我国在超临界流体萃取的工艺方面进行了大量的研究，并积累了许多有价值的经验。我国对超临界流体萃取的应用研究主要集中在食品、香料、中草药、色素等的精制和提纯，例如：超临界CO2萃取大豆油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、棉籽油、葵花籽油、红花籽油、葡萄籽油等种子油脂；超临界CO2萃取薄荷醇、茉莉精油、桂花精油等；超临界CO2萃取砂仁、当归油、银杏黄酮、卵磷脂、丹参、幽醇、大黄酸、番茄红色素、银杏叶花青素等。在提取设备方面，己生产出了1L~1000L的超临界CO2提取装置，但对这些萃取工艺的研究大部分仅集中于小试阶段，真正能工业化的工艺还不够成熟，尚待于进一步研究。
超临界CO2萃取植物油脂存在耐高压设备昂贵，生产成本高，不易操作，批处理量小等不足之处，一定程度上限制其工业化的生产。但是随着科技的进步和发展，这些问题终究都会有一个比较完善的解决，作为一种新兴的分离技术其所具有的选择性高、操作温度低、工艺简单等方面的优势，必将会拥有广阔的应用前景
2.5超声波处理法
超声波是频率大于20KHz声波，具有波动与能量双重属性，其振动可产生并传递强大能量，使物质中分子产生极大加速度。由于大能量超声波作用，媒质粒子将处于约为其重力104倍的加速度交替周期波动，波的压缩和稀疏作用使媒质被撕裂形成很多空穴，这些小空穴瞬间生成、生长、崩溃，会产生高达几千个大气压瞬时压力，即成为空化现象。空化使界面扩散层上分子扩散加剧，在油脂提取中加快油脂渗出速度，提高出油率。超声波在生物活性物质的提取方面已有广泛应用，在油脂提取方面尚处探索阶段，国内现已有葵花籽、猕猴桃籽、松籽油、苦杏仁油超声波提取方面的报道。
3小结
传统的植物油脂提取方法已经不能满足现代工业发展和国际竞争的要求，须对其工艺进行必要改进和改善，以提高出油率，工作效率及保证安全生产。新兴的油脂提取工艺已经慢慢地崭露头角，随着其研究的不断加深，朝着工业化方向的不断迈进，必将给油脂工业带来飞速发展。
参考文献
［1］赵国志,刘喜亮,刘智锋.世界油脂工业现状及发展［J］.粮油食品科技,2005,13,(5):1-3.
［2］李全宏.植物油脂制品安全生产与品质控制［M］.北京：化学工业出版社，2005.（4）.
［3］杨潞芳,郝利.植物蛋白和植物油脂分离技术进展［J］.食品研究与开发，2003,（6）:5-8.
［4］王瑛瑶,王璋,许时婴.水酶法从花生中提取油和水解蛋白［J］.中国粮油学报，2004，19,(5):59-63.
超临界范文篇7
【关键词】薄荷挥发油薄荷醇提取方法
Abstract:ObjectiveTocomparetheextractionyieldofvolatileoilandmentholfromMenthahaplocalyxBriq.bydifferentextractionmethods.MethodsThevolatileoilwasextractedbysteamdistillation,cold-soaked,ultrasound,supercriticalcarbondioxideextraction,andthecontentofmentholwasdetectedbyGC.ResultsTheextractionyieldofvolatileoilandmentholforsupercriticalcarbondioxideextractionwere2.43%and1.77%,forultrasoundextractionwere1.34%and1.09%,forcold-soakedextractionwere1.27%and1.02%,forsteamdistillationextractionwere1.15%and0.90%.ConclusionSFE-CO2istheoptimalmethodtoextractvolatileoilfromMenthahaplocalyxBriq..
Keywords：MenthahaplocalyxBriq.;Volatileoil;Menthol;Extractionmethod
薄荷MenthahaplocalyxBriq.为唇形科薄荷属植物，是我国常用的传统中药之一，又是一种重要的香料植物。薄荷有疏风、散热、解毒的功效，用于治疗风热感冒、头痛、目赤、咽喉肿痛、牙痛等［1］。薄荷中主要成分为挥发油，挥发油中主要有效成分为薄荷醇（俗称薄荷脑）。如何提高薄荷油出油率和薄荷醇得率是薄荷油提取工艺研究的主要内容之一。目前国内外对薄荷挥发油的提取主要以水蒸气蒸馏为主［2～4］。本实验运用4种不同方法提取薄荷油，并用气相色谱测定薄荷醇含量，试图通过不同方法的比较，寻找薄荷油的最佳提取方法。
1仪器与材料
1.1仪器HA1215005型超临界萃取装置（江苏南通华安超临界萃取有限公司）；岛津2010型气相色谱仪；超声波清洗器（昆山超声波仪器有限公司）；FZ102型植物试样粉碎机；挥发油提取器；旋转蒸发仪；电热套；电子天平。
1.2材料薄荷来自江苏省东台地区，7月下旬采其地上部分，阴干切片，粉碎。经江苏省中国科学院植物研究所郭荣麟研究员鉴定为唇形科薄荷属植物薄荷(MenthahaplocalyxBriq.)。
薄荷醇（中国药品生物制品检定所）；醋酸乙酯（上海化学试剂厂）。
2方法与结果
2.1提取方法
2.1.1水蒸气蒸馏法提取称取粉碎好的薄荷200g，置挥发油提取器中，加水1000ml，按《中国药典》2000版附录ⅩD挥发油测定法提取挥发油。提取6h，收集薄荷油。用无水硫酸钠脱水，滤纸过滤。
2.1.2冷浸法提取称取薄荷粉末20g，用600ml石油醚室温浸泡3次，每次用200ml溶剂，浸泡时间为3h/次，合并提取液，将滤液在旋转蒸发仪上蒸去石油醚，以下同2.1.1项处理。
2.1.3超声波法提取称取薄荷粉末20g，以200ml石油醚为溶剂，超声提取3次。超声频率40kHz，提取时间为30min/次。合并提取液，将滤液在旋转蒸发仪上蒸去石油醚，以下同2.1.1项处理。
2.1.4超临界CO2法提取取薄荷粉末1.3kg，装入萃取釜。在萃取压力为9MPa，萃取温度为50℃，CO2流量为25L/h的条件下，萃取1.5h，收集薄荷油，以下同2.1.1项处理。
2.2薄荷油出油率比较按上述方法分别提取薄荷油，并计算出油率。水蒸气蒸馏法提取薄荷油的得率为1.15%，冷浸法提取薄荷油的得率为1.27%，超声波法提取薄荷油的得率为1.34%，超临界CO2法提取薄荷油的得率为2.43%。
2.3薄荷醇含量测定
2.3.1对照品溶液的制备精密称取薄荷醇对照品1.5mg于1ml容量瓶中，加醋酸乙酯至刻度，摇匀，即得浓度为1.5mg/ml的对照品溶液。
2.3.2样品溶液的制备准确称取按上述方法提取得到的薄荷油适量，置于5ml容量瓶中，加醋酸乙酯至刻度，摇匀，即得样品溶液。
2.3.3气相色谱条件色谱柱为ZBWAX弹性石英毛细管柱（30mm×0.25mm,0.25μm），柱温80℃，恒温2min，程序升温5℃/min至110℃，保持1min；程序升温3℃/min至150℃，保持1min；程序升温6℃/min至170℃；气化室温度240℃；载气为高纯N2（99.99%）；检测温度240℃（FID）；分流比20∶1。
2.3.4标准曲线的绘制分别精密吸取2.3.1项下对照品溶液1，2，3，4，5，6μl注入气相色谱仪测定，以峰面积为纵坐标，进样量(μg)为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程y=1E+06x+73107，r=0.9998。结果表明在1.5～9.0μg范围内，对照品进样量与峰面积呈良好的线性关系。
2.3.5稳定性实验取水蒸气蒸馏法提取得到的薄荷油样品溶液，分别于0，2，4，6，10，12h进行测定，每次进样2μl，结果表明薄荷醇峰面积的RSD为1.26%，因此可以在12h内进行测定。
2.3.6精密度实验选取水蒸气蒸馏法提取所得薄荷油样品，在相同的色谱条件下重复进样6次，2μl/次。结果表明薄荷醇色谱峰的RSD为1.02%。
2.3.7重现性实验取水蒸气蒸馏法提取所得薄荷油样品，平行取6份进行测定，结果表明薄荷醇平均含量为78.31%，RSD为1.73%，说明样品测定具有较好的重现性。
2.3.8回收率实验精密称取已知薄荷醇含量的水蒸气蒸馏法提取得到的薄荷油样品5份，分别加入2.3.1项下薄荷醇对照品适量进行测定，并计算回收率，结果平均回收率为97.34%，RSD为2.05%。
2.3.9样品含量测定按上述色谱条件，对2.3.2项下的样品溶液进行测定。结果见表1。由表1可知，四种提取方法得到的薄荷油中薄荷醇含量高低顺序依次为：超声波法>冷浸法>水蒸气蒸馏法>超临界CO2法。薄荷醇得率的大小顺序为：超临界CO2法>超声波法>冷浸法>水蒸气蒸馏法。
表1不同提取方法提取的薄荷油中薄荷醇含量的比较（略）
薄荷醇得率(%)=出油率×薄荷醇含量×100%
3讨论
冷浸法和超声波法提取薄荷油的出油率和薄荷醇含量都比水蒸气蒸馏法高。在薄荷油的现实生产，通常采用水蒸气蒸馏法进行生产，因为冷浸法和超声波法都使用了有机溶剂，容易造成溶剂残留。另外，水蒸气蒸馏法提取相对操作简单，成本较低，因此在生产中应用较广。
4种提取方法中，超临界CO2法提取薄荷油的出油率最高。这是因为超临界CO2提取过程在密闭系统中进行，且操作温度低，因此萜烯类成分不易损失，热不稳定性成分及易氧化的组分也不会受到破坏，同时部分高沸点的成分也被提取出来。
薄荷油的提取，不但要考虑主要有效成分含量，而且要考虑它的得率。在超临界CO2法提取中，薄荷油中薄荷醇含量较低，但由于出油率高，因此薄荷样品中薄荷醇得率比其它提取方法高。
超临界CO2提取的薄荷油出油率和薄荷醇得率高，而且具有操作温度低、无毒害、效率高、操作简单等优点，能够保证有效成分及产品质量的稳定性及安全性，同时又不会对环境造成污染。因此，薄荷油的4种提取方法中，超临界CO2提取法是最理想的方法。
【参考文献】
［1］国家药典委员会.中国药典，Ⅰ部［S］.北京：人民卫生出版社，2000：6097.
［2］魏新国，董岩．野生薄荷挥发油化学成分的GCMS分析［J］.烟台师范学院学报(自然科学版)，2003，19(2)：116.
超临界范文篇8
摘要：中药若要进入国际市场，其现代化势在必行。其中制剂工艺与生产技木的现代化是相当关键的坏节。近年一些中药制剂新技木以及一些新技术在中药制剂领域的应用大大促进了中药现代化的进程。
超临界流体萃取技木利用超临界流体扩散系数高,流动及传递性能好、溶解能力强的特点，通过调节压力、温度以及加入适宜夹带剂等方法已广泛应用于中药挥发油、生物碱、黄酮类等多种有效成分的提取分离。另外，超临界流体的快速膨胀过程，超临界反萃取过程等也可应用于中药生产领域。
中药生产技术与工艺现代化是我国中药产业面临的主要问题。虽然80年代改革开放以来成立了国家中医药管理局，使中药生产枝术及工艺工程化有了迅速的发展，与先进国家相比，仍存在着很大的差距。相当数量的中药仍未能改交“粗、大、黑”的面貌，严重阻碍了中药现代化的进程。因此，开发研究适合中药生产的新技术、新工艺已经成为广大中药工作者迫切而艰巨的任务。
一、流体萃取技术
超临界流体（SCF）是温度与压力均在其临界点之上的流体，性质介于气体和液体之间，有与液体相接近的密度，与气体相接近的粘度及高的扩散系数，故具有很高的溶解能力及好的流动、传递性能，可代替传统的有毒、易燃、易挥发的有机溶剂。最常用的SCF-CO2由于具有临界条件温和（Tc=31.3℃．Pc=7.48×106Pa）、对大部分物质显化学惰性、无色无味无毒、无溶解污染、易制成高纯度气体、不易燃等优点，已被广泛庆用于SFE、超临界溶液的快速膨胀过程（RESS）、超临界反萃取过程（SAS）和超临界高分子合成中。
二、中药澄清技术
我国中药制药工业对中药提取液的澄清，经典的方法是醇沉法。但已有不少报道认为将乙醇作为澄清剂有诸多不合理性，如把不溶于醇的无机物成份作为杂质除去是不妥的，许多现代研究具有生物活性与免疫作用的蛋白质、多粮也级易被醇沉淀。另外，醇沉工艺时间长、成本高、损耗乙醇量一般在30%以上，成品中残存的乙醇也可能对药效有所影晌。近年来，一些新材料、新技木开始应用于中药药液的澄清，不仅可降低成本、缩短生产周期，也能保证制剂稳定性及有效成分的含量。
1.澄清剂的使用
（1）101果汁澄清剂成份为食用级原料，是水溶性的胶状物质，安全无毒，不引入杂质并可随沉淀后的不溶性杂质一同除去，通常配5%的水溶液使用。有研究证明，101澄清剂应用于黄芪，茯苓提取液的澄清，能保持药液中氨基酸与总有机酸等有效成分的含量。
（2）甲壳素甲壳素是一种含氨基多糖的天然高分子物质，带正电荷，可沉降药液中带负电荷的悬浮物。有人将其用于生脉饮的澄清，效果优于醇沉工艺。用于白芍水提液的澄清，不影响芍药甙的含量。有人将壳聚糖（脱乙酰基甲壳素）用于黄芪口服液的澄清，既能除去杂质又不影响黄芪甲甙及多糖的含量。
（3）ZTC天然澄清剂可除去鞣质、蛋白质、胶体等不稳定成份，并且不影响中药的有效成分，如黄酮、生物碱、苷类、氨基酸、多肽、多糖等。有人将其用于荆防品服液的澄清，效果满意。应用于八珍口服液的澄清，药液中芍药甙、氨基酸、多糖、总固体的含量高于水醇法所得药液，药理实验也证明该法所制得药液，其作用优于八珍丸。
（4）明胶、鞣酸、蛋清及其他明胶、鞣酸、蛋清主要作用是除去鞣质，还有酶、焦糖等除去杂质成分的。
目前有高速离心与超滤两种较先进的分离技术。其中超滤技术是以多孔性半透膜—超滤膜作为分离介质的一种膜分离技术，具有破坏有效成分的可能性小、能量消耗少、工艺流程短等优点。许多文献都证实采用超滤法澄清中药注射液，主成分损失率低，除鞣质、蛋白质、淀粉效率高，澄明度及制剂稳定性好。用于口服液的澄清，也能较好的保留有效成分，且澄清度、稳定性及除菌效果均比水醇法好。用于中药浸膏制剂（片剂、胶囊剂、浓缩丸等）能有效地除去大分子杂质、胶体、细菌，较多地保留有效成分，而且能够克服中药浸膏制剂崩解时间长、服用剂量大等缺点。
三、中药分离工艺
1.大规模制备色谱的应用色谱方法的起源、发展与天然产物的研究工作密切相关。色谱方法由分析型逐渐发展到制备型，其应用领域不断扩展。中药属于天然化学品范畴，成分多而结构复杂,有效成分的分离、纯化很困难，色谱分离技术无疑是这类物质精细分离的有效手段。目前，亟待研究与开发的制备色谱大概有以下几种：
（1）大规模高压液相色谱（HPLC）大规模的制备型色谱同一般制备色谱不同，需采用专门的设备，如可以提供高流速洗脱液的输液泵及可承受高压的色谱柱，色谱分离条件可以在一定条件下由优化的分析型直接转化为大规模制备型。有报道用大规模HPLC从伞形科植物红柴胡中分得三种皂甙成分Saikosaoninsa，c．和d．，从紫杉的针叶分得7-epi-cephalomannine。
（2）超临界流体色谱（SFC）FC具有比HPLC分离速度更恰似，比HPLC更易除去分离产物中溶剂，与SFE配合使用，提取、浓缩、分离可一次性完成，以及可适用于不挥发及热不稳定化合物的分离等一系列优点，因而具有更广阔的应用领域，常可替代气相色谱（GC）和HPLC，有报道综述了SFC在天然产物分离中的应用，国内也有这方面的报道。(3）逆流色谱（CCC）CCC是一种不用固态吸附剂的全液态色谱方法，采用一个液态的固定相和一个与固定相互不混淆的液态流动相，对样品进行分配分离。其中，离心分配色谱（CPC）由于其高的回收率、分辨率以及能突现梯度操作、分离大量样品、实现反相操作等优势，而广泛地应用于黄酮炎、口山酮类、蒽类、生物碱、三萜类、木脂类、皂苷类化合物等的分离。（4）分子排阻色谱（SEC）SEC又叫做凝胶过滤色谱（GFC），在多孔亲水性担体上，样品经过立体排阻过程按分子大小递减的顺序被依次选择性地分开。SEC具有根高的样品回收率，方法简单、快速，可用于蛋白质、氨基酸、多糖、核酸、核苷酸等物质的分离与制备。（5）离子交换色谱优点是方法比较成熟，成本较低，易于实现大规模生产，因而可广泛应用于蛋白质、肽、核酸、糖类等成分的分离。有报道用离子交换色谱和SEC法，从车前叶中分得具有补体活化作用的多糖。离子交换色谱较适合与反相色谱配合使用，作为最初的分离手段。（6）反相色谱（RPC）RPC是利用组分之间的亲疏水性差异进行分离的，RPC分辨率高于离子交换色谱与疏水作用色增（HIC），是进行制备型或生产型肽类纯化过程中最重要的技木，也可以进行分离提纯。大孔吸附村脂的血用大孔吸附树脂于70年代未开始应用于中药化学成分的提取分离，是提取分离水溶性成分的一种有效方法、有助于制剂工艺的改进。如用于三七、人参中总皂苷的分离，提取率高，并能除去糖类等水溶性杂质及大部分脂溶性杂质，也可用于绞股蓝皂苷的分离提取、白芍总苷的分离等。公务员之家
超临界范文篇9
【关键词】五味子有效成分提取与分离
AdvancesontheExtractionandSeparationTechnologiesofEfficientComponentsinSchisandrachinensis(Turcz.)Baill
Abstract:Schisandrachinensis(Turcz.)BaillisoneoftraditionalChinesemedicines.Ithasbeenfoundtopossesssomebeneficialpharmacologicaleffects.Forfurtherresearchandapplication,thispaperreviewedthedevelopmentoftheextractionandseparationtechnologiesofefficientcomponentsinSchisandrachinensis(Turcz.)Baill.
Keywords:Schisandrachinensis(Turcz.)Baill;Efficientcomponents;Extractionandseparation
五味子Schisandrachinensis(Turcz.)Baill为木兰科多年生落叶植物，因果实具有甘、酸、辛、苦、咸五味而得名，具有敛肺生津、益胃养心、收敛固涩、滋补、强壮等功效，是常用中药之一［1］。五味子中含有木脂素、多糖和三萜酸等多种有效成分，其中木脂素类具有保肝、降酶、抗艾滋病等多种活性。本文对近些年来五味子及其茎叶中有效成分的提取和分离方法的研究进展做一综述，以利进一步的研究与开发利用。
1五味子中木脂素成分的提取分离方法
五味子中总木脂素的含量约为2%～8%，其成分大多具有联苯环辛二烯母核，是一类低极性小分子化合物，如五味子甲素、五味子乙素，五味子醇甲等。近年来常用的提取方法有回流提取法、超临界CO2萃取法，超高压提取法等。
1.1溶剂提取法是根据中药中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对有效成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流法及连续回流提取法等。袁海龙等［2］以五味子甲素的含量作为考察指标,采用均匀设计法优选出五味子的最佳提取工艺：乙醇浓度为90%，回流时间为1h，固液比为1∶5。王茹等［3］采用正交设计安排实验，以五味子乙素、五味子醇甲的含量和出膏率为指标，优选出合理的提取工艺为：以生药重量10倍的乙醇回流提取两次，每次提取4h。李奉勤等［4］考察了溶剂浓度、溶剂用量、回流时间和pH值对五味子中五味子乙素提取效果的影响，采用正交实验法优选出五味子乙素的最佳提取条件：提取溶剂为85%乙醇、液固比为5∶1，pH值为5.5，回流时间为2h，五味子乙素含量为291.04mg/100g。
1.2超高压提取法超高压提取法(ultra-highpressureextractiontechnique,UHPE)是在常温或较低温度(通常低于100℃)的条件下，对原料液迅速施加100～1000MPa的流体静压力，保压一定时间，溶剂在超高压作用下迅速渗透到固体原料内部，有效成分溶解在溶剂中，并在短时间内达到溶解平衡，然后迅速卸压，在超高渗透压差下，有效成分迅速扩散到组织周围的提取溶剂中；同时在超高压作用下，细胞的细胞壁、细胞膜以及细胞内液泡等结构发生变化，细胞内溶物和提取溶剂充分接触，从而达到快速、高效地提取目的［5］。刘长姣等［6］应用超高压提取法提取五味子总木脂素，利用均匀设计方法确定最优提取工艺：提取压力为350MPa，溶剂为70%乙醇水溶液，固液比为1∶90，总木脂素得率为3.54%，常规回流提取方法的总木脂素得率为2.593%，可见超高压提取方法更有利于总木脂素的提取。
1.3超临界CO2萃取法超临界流体萃取（supercriticalFluidextractiontechnique,SCFE）技术是以超临界流体（SCF）为溶剂，可应用于多种液态或固态混合物中待分离组分的萃取。因为CO2具有无毒、不易燃易爆、价廉、临界压力和温度较低、易于安全地从混合物中分离出来等优点，所以CO2是中药有效成分提取与分离过程中最常用的一种超临界流体。程康华等［7］应用超临界CO2萃取五味子中五味子醇甲，在温度为45℃，压力为15.0MPa、时间为180min的条件下，五味子醇甲的超临界提取率为12.00%，原药材中五味子醇甲的得率为0.4813%，而乙醇萃取物（加75%乙醇浸泡至恒温水浴上回流3h）原料药材中五味子醇甲的得率为0.1955%，前者得率比后者高出1倍多。聂江力等［8］通过正交设计的实验方法，探讨了超临界CO2法萃取五味子果实中木脂素的工艺条件,确定了最佳工艺条件：萃取压力为30Mpa、萃取温度为50℃、萃取时间为120min，总木脂素得率为1.015%。刘本等［9］考察了不同温度和压力对超临界CO2提取五味子甲素的提取效率的影响。结果表明,在温度为60℃，压力为25.3MPa的条件下,有最快的提取速度,最大提取量达90%以上，并且提取率和夹带10%甲醇的超临界CO2有相近(约0.5%,w/w)。田明等［10］对五味子传统水提取、80%乙醇提取和超临界CO2萃取进行了对比研究，不同提取工艺提取物出率分别为28.5%，23.5%，15.6%，五味子总木脂素提出率分别为68%，55.8%，86.8%，五味子乙素提出率分别为0%，65.1%，94.6%，证明,SFE-CO2提取法适用于五味子有效成分的提取。
1.4微波提取法微波提取技术(microwaveextractiontechnique，MWE)应用于提取天然植物中的有效成分始于20世纪90年代，是微波和传统溶剂提取法相结合，利用微波能来提高萃取率的一项新技术。黄惠华等［11］采用乙醇和水作为萃取剂,研究了用微波辅助萃取的方法从五味子果实中萃取五味子醇甲。以不同的萃取时间、萃取功率、萃取溶剂/基质比作为参数进行实验,利用高效液相色谱(HPLC)作为五味子醇甲的检测手段，确定了以乙醇和水作为溶剂的最优微波辅助萃取条件：温度为接近溶剂的沸点(乙醇设为72℃,水设为95℃)、微波功率为350W，萃取时间为5～8min，萃取液固比为12∶1，在萃取产率上,乙醇的萃取效果优于水(乙醇的萃取产率0.72%,水的萃取产率0.47%)，但是在萃取选择性方面，水作为萃取剂优于乙醇；同时发现萃取时间的延长和微波功率的增加都会导致五味子醇甲的萃取产率下降。
1.5法多索溶剂提取法法多索溶剂是一类新的溶剂系统,主要有1,1,1,2-四氯乙烷组成，具有不破坏臭氧层,无环境污染,耗能低且能在常温等优点,可作为五味子甲素这类化合物的提取溶剂。刘本等［12］以法多索洛剂(phytosolA,B和D)提取五味子甲素，结果表明法多索溶剂能有效地提取五味子甲素，提取率为0.45%(W/W)，与10%甲醇调节的超临界CO2的提取率(0.48%)接近。
1.6高速逆流色谱技术高速逆流色谱技术(high-speedcounter-currentchromatographytechnique,HSCCC)，是一种不用任何固态载体或支撑体的液-液分配色谱技术，目前已成功地开发出分析型、生产型两大类高速逆流色谱仪，可分别用于中药有效成分的分离制备和定量分析。JinyongPeng等［13］应用高速逆流色谱技术分离纯化五味子中五味子醇甲和五味子醇乙。在应用D101大孔树脂进行初步纯化后，应用高速逆流色谱技术，以正己烷-醋酸乙酯-甲醇-水(1∶0.9∶0.9∶1,v/v)为两相溶剂系统，从400mg初纯物中分离得到107mg五味子醇甲和36mg五味子醇乙，纯度分别为99.5%和99.1%，且用时少于3h。TianhuiHuang等［14］应用高速逆流色谱分离纯化五味子甲素和五味子乙素，以正己烷-甲醇-水(35∶30∶3,v/v)为溶剂系统，从100mg五味子石油醚提取物中分离得到五味子甲素8mg，五味子乙素12mg，纯度分别在98%和96%以上。
2五味子多糖的提取分离方法
多糖具有调节免疫功能、抗肿瘤、抗病毒病菌、降血糖等作用，在抗肿瘤、抗病毒等药物的研究中占有一定的地位，所以多糖成分的提取分离也是比较活跃的研究领域。目前五味子多糖的提取分离研究主要集中在初步的提取分离，对其具体成分的结构组成仍需进一步的深入研究。张兰杰等［15］对北五味子果实的多糖进行了研究，经提取、醇析、Savage法脱蛋白、脱脂、活性碳脱色、DEAE纤维素柱色谱等步骤，确定北五味子中粗多糖含量为6.1%，3次提取率分别为：55.6%，38.5%，4.6%,Savage法脱蛋白粗多糖损失率为7.2%，得到两种纯多糖的含量分别为0.387%和0.061%。李巧云等［16］对五味子中可溶性粗多糖的提取工艺进行了研究，通过单因素实验和正交实验确定了最佳工艺：料液比为1∶25，温度为100℃、时间为4h，此时五味子多糖提取率为5.38%。并应用Sevag法结合酶法除蛋白对多糖进行纯化，大大缩短了除蛋白时间。韩学忠等［17］研究了五味子多糖的乙醇分级纯化，结果证明，对五味子多糖水溶液可直接用40%的乙醇溶液分成两部分,药理实验证明有药效作用的多糖多集中在乙醇40%(V/V)没有沉淀下来的多糖中。
3五味子中挥发油的提取分离方法
五味子茎叶、果实以及种子均含有丰富的挥发性成分，种子中挥发性成分约占种子的1.6%［18］，有明显的辛辣、芳香气味。谭晓梅等［19］对超临界CO2萃取法和水蒸气蒸馏法提取的北五味子挥发油化学成分进行比较研究。应用GC-MS法进行成分分析，供鉴定了80个成分，超临界CO2萃取法提取物被鉴定了55个成分，水蒸气蒸馏法提取物被鉴定了70个成分，两者共有成分达45个。两种提取方法的提取物得率分别为0.84%和11.6%，后者提取物中除了挥发油，还含有木脂素等脂溶性成分，但两种提取方法的挥发油主要成分基本一致。王炎等［20］运用GC-MS技术,结合计算机检索对五味子挥发油化学成分进行分离和鉴定,并对五味子种子和果实中的挥发油成分进行对比。证明五味子种子中挥发油成分主要为各种萜类化合物，单萜类如蒎烯、月桂烯、松油烯等相对分子质量为136的物质；倍半萜类如金合欢烯、榄香烯、异石竹烯、依兰烯等分子量为204的物质。此外,挥发油中还有少量的醇、酯、醛、酮以及苯和萘的衍生物等；同时发现，五味子种子中的成分与以往报道过的果实挥发性成分差别较大,其中某些成分未见报道,如δ-芹子烯和较为少见的吉马烯B，吉马烯D等,说明种子本身与果肉挥发油的组成成分不同，应分别加以研究利用。
4五味子中其他成分的提取分离方法
五味子中有效成分的研究除上述木脂素、多糖、挥发油成分外，其它一些具有生物活性的成分也取得了一定的研究进展。徐林峰等［21］从中药五味子中提取分离α-葡萄糖苷酶抑制剂，利用浸提、超滤、柱层析、醋酸铅沉淀等方法进行纯化，初步分离得到α-葡萄糖苷酶抑制剂。并确定该抑制剂成分为大分子糖苷类物质,相对分子量在5万以上，抑制类型为非竞争性抑制。卢山等［22］考察了浸提用溶剂、温度、时间、添加剂及固液比对五味子红色素提取率的影响，应用正交实验确定五味子红色素的浸提条件：浸提温度为40℃，溶剂为60%乙醇、固液比为1:6。RadekSladkovsky等［23］应用反相液相色谱，研究了不同年份（1997-1999）五味子茎叶提取物中槲皮素、山奈酚和(E)-苯乙烯酸的含量。并通过优化方法确定了可以同时测定此3种成分的流动相为acetonitrile-aqueous0.05%ortho-phosphoricacid(40∶60v∶v)，测得的不同年份五味子叶中槲皮素的含量分别为1.535%，1.140%，1.294；山奈酚的含量分别为0.359%，0.268%，0.298%；(E)-苯乙烯酸的含量的分别为3.824%，3.131%，2.515；五味子茎提取物中槲皮素的含量分别为0.341%，0.303%，0.389%；(E)-苯乙烯酸的含量的分别为0.116%，0.099%，0.260%；茎提取物中没有发现山奈酚。
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超临界范文篇10
关键词：化学工程技术；化学生产；有效应用
化学工业一直是推动我国国民经济发展的支柱产业，在化学生产中通过不断创新和优化化学工程技术，降低能源和原材料消耗，保障产品质量，提高化学生产效率，所以化学工程技术在化学生产中的应用具有非常重要的现实意义，在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究，进一步提高化学生产效益。
1化学生产中化学工程技术的应用
1.1超临界流体技术
超临界流体是一种处于气态和液体之间状态、压力和温度都位于临界点周围的液体，其具有液体和气体的双重特性，具有气体的压缩性和高扩散能力，又具有液体的良好溶解能力，其粘度几乎等于气体，密度几乎等于液体，其扩散性能处于气体和液体之间。在化学生产中运用超临界流体技术，运用超临界流体的特性，改变化学反应特征，优化传热系数和传质系数，合理控制压力和温度，可以有效降低化学生产的能耗。另外，超临界液体技术在加工无机物材料、复合材料、高分子材料中发挥着重要作用，最常见的技术方法包括以下几种：其一，抗溶剂法，在制备超临界流体有机物和爆炸性物质时主要应用抗溶剂法；其二，压缩抗溶剂法，这种方法主要用于加工微球类或者微孔类物质，在聚合物和药物分子共沉中应用广泛，技术方法比较简单成熟；其三，快速膨胀法，用于制备固体颗粒状化学产品。超临界技术不仅应用在材料制备方面，而且还被广泛地莹莹在化学分析中，例如，色谱技术和超临界技术的相互结合，和气象色谱相比，这种色谱研究方法更加准确、高效，并且超临界液体色谱比液相色谱更加准确。
1.2传热技术
近年来，相关研究人员对于强化传热和微细尺度传热的研究越来越多，在传热学中微细尺度传热是一个独立的专业学科，其主要探索和研究时间尺度、空间尺度的传热学规律，重点包含微重力传热传质、相变传热、热辐射、热传导。对流传热等内容。当前，我国的传热技术研究主要是集中在数值模拟、实验研究和机理研究三方面。在化学生产中应用传热技术，可以通过改进和优化换热器设备，有效提升换热的持续放热能力和传热效率，从而提高化学生产水平。并且微细尺度传热和强化传热技术在微型热管、集成电子设备、微米、纳米等领域中应用广泛，相关技术成果已经比较成熟，对于化学工业应加强传热技术和化学生产的配合研究，充分发挥传热技术的应用优势，有效提高化学生产效率。
1.3绿色化学反应技术
在绿色食品生产中绿色化学反应技术发挥着非常重要的作用，当前我国积极倡导可持续发展和节能减排理念，人们的绿色生态环保意识越来越高，绿色食品主要是指绿色没有受到污染侵害的食品，这种食品最主要的特点是营养价值高、品质优良、卫生安全指标高，是未来发展过程中的新兴产业。绿色食品加工生产过程中对于化肥和农药的使用量有着严格限制，而且还需要提高农作物产量，保障食品营养价值，降低成本，所以绿色产品生产经常面临量和质的矛盾。现代化生物化学通过充分利用基因工程技术和绿色化学反应技术，保障食品安全，增加农作物产量，确保食品营养。具体应用如下：其一，在农作物生长过程中，运用生物化学技术，减少污染农作物和污染环境的氮肥使用量，运用固氨来替代氮肥，通过应用生物化学技术，不需要施加氮肥，也可以保障农作物的正常生长发育，不仅节约了种植成本，而且有效提高了农作物的质量和产量；其二，当农作物出现病虫害时，运用生物化学技术，特别是基因工程技术，在主要农作物上转移各种病虫害基因，减少化学杀虫剂使用量，提高农作物产量，提高抗病虫害能力。
2化学工程技术在化学生产中的应用发展建议
2.1培养化学技术人才
化学技术人员对于推动化学工程技术的发展有着重要意义，因此我国应重视化学技术人才的培养，不仅要加强理论知识学习，还应强化钻研创新精神，积累丰富的实践经验，全面提高化学工程技术科研水平和综合素质。
2.2进一步提高化学工程技术水平
我国化学工程技术面临着滴状冷凝的难题，在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究，重点解决这个问题，推动传热技术在航空航天、石油化工、动力、机械等领域的应用，进一步提高化学工程技术水平。
3结语
在化学生产中应用化学工程技术有助于促进化学工业的快速发展，应积极优化各种化学工程技术应用，培养大量化学工程技术人才，提高经济效益和社会效益。
作者:于振永 单位:唐山中浩化工有限公司
参考文献：
[1]侯海霞,柯杨,王胜壁.解析化学工程技术在化学生产中的应用[J].山东工业技术,2015,14:91.