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超临界流体萃取工艺的响应面优化分析与模拟

刘杰  
【摘要】:超临界流体萃取作为一种新型的化工分离技术,能够有效地运用于一些天然产物的有效成分提取。萃取过程中各操作参数的影响特点及实验参数的优化一直是学者们研究的重点。本文研究了超临界流体萃取姜与薰衣草中有效成分的工艺,通过响应面分析,优化了超临界流体萃取操作参数。基于萃取床层质量守恒原理建立了超临界流体萃取的数学模型,对超临界萃取过程进行了分析。主要内容包括以下几个方面: 1.研究了超临界流体萃取姜的工艺,运用单因素实验考察了萃取压力、温度、溶剂流速、颗粒尺寸对萃取过程的影响,在此基础上,使用Box-Behnken实验设计结合响应面分析法,得到姜的超临界萃取的二次多项式经验模型,分析各操作参数对姜辣素提取率的影响及之间的交互作用,确定了最佳的工艺条件。 2.对超临界流体萃取薰衣草的工艺过程进行了研究,在单因素实验的基础上,使用中心复合实验设计结合响应面分析法,考察了薰衣草超临界萃取过程中各参数对薰衣草油提取率的影响,得到相应的经验模型及最优工艺条件。 3.使用气质联用仪对超临界流体萃取物的成分进行了检测,姜的超临界提取物中既含有大量的烯烃类的易挥发成分,又存在包括姜酚、姜酮类的姜辣素成分,薰衣草精油中主要成分有芳樟醇、乙酸芳樟酯等。 4.根据萃取床层质量守恒原理,结合破碎完整细胞模型及收缩核模型理论,建立了超临界流体萃取的传质模型,并对姜的超临界流体萃取过程进行模拟,得到不同操作条件下的壳层内传质系数,模型结果与实验数据较为吻合,能够反映萃取的传质机理。


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