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广藿香、陈皮精油响应面法萃取工艺优化及动力学研究

熊康宁  
【摘要】:广藿香(Pogostemon cahlin(Blanco)Benth)和陈皮(Pericarpium Citri Reticulatae)均是传统的中药材,在我国分布广泛。广藿香和陈皮精油化学成分复杂,富含多种生物活性物质,在医药、农业生产、食品保健、香精香料、化妆品等领域有着重要应用。本文通过响应面法优化了广藿香和陈皮精油的水蒸气蒸馏和超临界CO_2萃取的最佳工艺条件,然后比较了这两种提取方法所获得广藿香和陈皮精油的得率和化学组成,最后建立超临界CO_2萃取法提取广藿香和陈皮精油的动力学模型。本文研究的内容主要包括以下几个方面:(1)用传统水蒸气蒸馏法提取广藿香和陈皮精油,通过单因素实验和响应面法中的Box-Behnken设计来确定提取的最优工艺条件。最终确定广藿香精油提取的最佳条件为:提取时间为130 min、料液比为1:18、浸泡时间为88 min,在该条件下精油的实验得率为1.21%;提取陈皮精油的最佳条件为:提取时间为97 min、料液比为1:18、浸泡时间为51min,在该条件下精油的实验得率为0.59%。(2)用超临界CO_2萃取法提取广藿香和陈皮精油,通过单因素实验和响应面法中的Box-Behnken设计来确定提取的最优工艺条件。最终确定广藿香精油提取的最佳条件为:萃取温度为48℃、萃取压力为24MPa、萃取时间为119 min,在此条件下精油的实验得率为2.44%;提取陈皮精油的最佳条件为:萃取温度为45℃、萃取压力为14MPa、萃取时间为147min,在此条件下精油的实验得率为1.34%。(3)比较水蒸气蒸馏法和超临界CO_2萃取法所获得广藿香和陈皮精油的得率和化学组成。结果表明:超临界CO_2萃取法所得到的广藿香和陈皮精油的得率和化学成分的多样性均优于水蒸气蒸馏法。(4)对超临界CO_2提取广藿香和陈皮精油的过程,建立基于BET吸附理论的质量微分衡算模型,通过模拟退火法对该数学模型进行求解。结果表明:模型计算值与实验值之间的相对平均偏差均不超过4.00%,表明该数学模型可以很好地描述广藿香和陈皮精油的提取过程。


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