物质成分的超临界流体结晶分离方法技术

一种物质成分的超临界流体结晶分离方法，将超临界流体萃取技术与传统的分离方法统一起来，包括多元液相混合物料的制备和由增压泵、热交换器、结晶釜、分离器和缓冲罐构成的系统。当系统维持一定的温度和压力时，在超临界流体、有机溶剂和结晶器的共同作用下，在结晶釜内完成萃取、吸附、结晶和干燥，使混合物料中的有效成分实现一步梯度结晶分离。本方法分离效率高、产品纯度高，大大简化了物质的纯化工艺。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工过程中的分离过程，确切地说是一种。对于均相物系来说，分离是必不可少的操作过程，根据相际间传质特征的不同，主要有吸收、萃取、浸提、结晶、吸附与精馏等单元操作。对液相物系的分离又以萃取、结晶、吸附与精馏为主。以上分离方法在化学化工、医药、食品等领域应用十分广泛。特别是天然物质的活性成分大多十分复杂，其中的一些具有热敏性，若应用上述分离方法，则大多存在着分离效率低、能耗大、有效成分易破坏、产品中有毒物残留超标等弊端。对一些产品质量要求极为严格的如医药、食品行业来说，其应用难于满足生产要求。超临界流体萃取法(Supercritical F1uid Extraction.简称SFE)是近年来兴起的一种新型分离方法，集萃取和蒸馏于一体，具有提取效率高、无溶剂残留毒性、天然活性成分和热敏性成分不易被分解破坏、能最大限度地保持提取物的天然特征、可实现选择性分离等诸多优点，在当今人们渴望回归大自然的潮流中，SFE法倍受青睐。在发达国家，已有应用SFE技术萃取啤酒花有效成分、高档天然香精和色素，以及咖啡豆脱除咖啡因的工业化生产报道。超临界流体萃取技术尚存在着诸如可萃取成分范围窄、萃取装置技术要求高、工程投资大、难于做到连续化操作、生产效率低等局限性。本专利技术的目的是要提供一种高效分离物质成分的方法，该方法能一次实现多元混合体系中成分的分离与纯化。本专利技术在总结现有分离方法技术特点的基础上，利用超临界流体对溶剂与溶质的溶解萃取特性，将溶剂萃取、溶剂结晶与吸附引入SFE过程，构成一个系统，利用萃取、蒸馏、结晶与吸附的复合作用，从而实现本专利技术的目的。本方法利用超临界流体萃取多元混合系中的有机溶剂与溶质，改变物质成分在有机溶剂与超临界流体中的溶解特性，使溶质结晶析出；同时还利用结晶器表面物理特性对不同物质的吸附、阻滞、积聚性能差异，使析出的溶质成分形成类似于层析效果的有序梯度结晶分布。从而实现一次性多种物质的有效分离，获得高纯度产品。附图所示为本方法的工艺原理图。图中所示。工作介质经处理增压后形成超临界流体。工作介质可以是CO2、烷烃、烯烃等。原料就是待分离的对象，可以是经溶剂萃取分离得到的含有生物活性成分的多元液相混合物料；也可以是诸如浸提、榨取、煅烧、合成等其它方法制得的或天然的多元混合物料。萃取使用的溶剂是由烃类、醇类、醛类、酯类、酮类、醚类、酸类、碱类、盐类及水等单组分或多组分所构成。原料可直接或过滤后投入结晶釜中，也可随夹带剂一道经热交换器后进入结晶釜。所使用的混合溶剂在超临界流体中应具有较大的溶解性。结晶釜内设置可拆卸的结晶器。结晶器由一组或若干组结晶板或结晶片所构成。用陶瓷、玻璃、金属、高分子材料等加工的薄板(片)、网格板(片)、波纹板(片)、孔穴板(片)等各种形状。根据分离对象的不同，为提高分离效率，除了改变结晶板(片)的形状外，其表面可以涂覆硅胶、氧化铝、氧化镁、玻璃微珠、活性炭、大网格吸附树脂、聚酰胺、磁性材料等，改变结晶板(片)表面物理性能，增强对溶质的吸附性和选择性。此外，还可以在结晶器内充填填料以提高分离效率。为提高分离效率，在超临界流体中还可以加入夹带剂(又称极性改性剂)，夹带剂也是一种溶剂，其作用是改进超临界流体的溶解性能。若工作介质选择恰当，也可以不使用夹带剂。分离釜用于分离溶剂、工作介质及萃取出的溶质。当系统工作时，结晶釜和分离釜均处于各自的温度和压力条件下，控制结晶时间，超临界流体和多元液相混合物料在结晶釜内完成萃取、吸附、结晶、蒸馏(干燥)，在结晶器的作用下，使多元体系中单一或复合成分实现一步结晶分离或梯度结晶分离。待系统降温、卸压后，自结晶器上收集高纯度的产品。在本方法中，结晶分离所使用的溶剂是超临界流体，将超临界流体的萃取技术与传统的分离方法统一起来，集萃取、吸附、结晶、干燥于一体，在溶剂、超临界流体和结晶器的共同作用下，对多元液相混合物系实现一步选择性梯度结晶分离，分离效率高。产品以结晶析出，所以纯度也高，这就大大简化了物质的富集、纯化工艺。本方法适用于常温下为晶状固态物质或特定条件下呈晶状物质的分离与纯化，不仅适用于生物材料活性物质的分离、纯化，也适用于非生物材料物质的分离、纯化。非限定实施例1．以50g银杏叶粗提物(总内酯6％，有毒酚酸含量≥500ppm)为原料，将其溶解于由低分子醇、酯、酮、醚所组成的混合溶剂中(质量比为1∶4-1∶20)，过滤后得溶液，输入高压结晶釜，并将0.3mm矩形不锈钢波纹板置于结晶釜中，在结晶釜工作压力15-25MPa、温度35-55℃，分离釜工作压力3.5-9.0MPa、温度20-45℃，结晶时间0.5-2.5h的条件下，一步分离出65％的银杏内酯和15％的白果内酯，银杏总内酯的回收率达80％。2．以50g黄花蒿叶粉的乙醚(5倍量冷提3次)提取物为原料，蒸馏回收乙醚后，溶解于由低分子酮、醇与酯所组成的混合溶剂中(质量比1∶5-1∶30)，过滤后，滤液入高压结晶釜，釜内预置5mm涂有硅胶的矩形陶瓷板多组。在结晶釜工作压力26-32MPa、温度45-60℃，分离釜工作压力3.5-9.0MPa、温度20-50℃，结晶时间0.5-2h的条件下，制备出1g青蒿素含量80％的产品。3．以20g贯叶连翘粗提物为原料，将其溶解于由低分子醚与醇所组成的热混合溶剂中(质量比为1∶5-1∶20)，充分搅拌溶解，过滤，滤液入高压结晶釜，并将0.5mm涂有氧化铝的矩形金属板多组置于结晶釜中。在结晶釜工作压力8-32MPa、温度35-60℃，分离釜工作压力3.5-15.0MPa、温度20-50℃，结晶时间0.5-3.5h的条件下，制备出3.1g金丝桃素含量60％的产品。4．按1∶1的重量取2-氨基苯酚和2-吡啶甲醛，溶于乙醇中，搅拌、加水合成后，投入结晶釜，在8-32MPa、温度40-50℃下，用超临界CO2结晶分离，得高纯的2-吡啶甲醛缩-2-羟基苯胺。本品可用作光度测定用显色剂。权利要求1．一种，包括多元液相混合物料的制备和由增压泵、热交换器、结晶釜、分离器和缓冲罐构成的系统，其特征在于当系统中结晶釜和分离釜各自维持一定的温度和压力时，超临界流体与多元液相混合物料于结晶釜内在结晶器的作用下，一定时间内完成萃取、吸附、结晶和干燥，使混合物料中的有效成分实现一步梯度结晶分离。2．根据权利要求1所述的超临界流体结晶分离方法，其特征在于结晶器由一组或若干组结晶板或结晶片所构成。3．根据权利要求1或2所述的超临界流体结晶分离方法，其特征在于结晶板或结晶片的表面涂覆有硅胶、氧化铝、氧化镁、玻璃微珠、活性炭、大网格吸附树脂、聚酰胺、磁性材料等4．根据权利要求3所述的超临界流体结晶分离方法，其特征在于结晶器内填充有填料。5．根据权利要求1所述的超临界流体结晶分离方法，其特征在于在超临界流体中加入夹带剂。全文摘要一种,将超临界流体萃取技术与传统的分离方法统一起来,包括多元液相混合物料的制备和由增压泵、热交换器、结晶釜、分离器和缓冲罐构成的系统。当系统维持一定的温度和压力时,在超临界流体、有机溶剂和结晶器的共同作用下,在结晶釜内完成萃取、吸附、结晶和干燥,使混合物料中的有效成分实现一步梯度结晶分离。本方法分离效率高、产品纯度高,大大简化了物质的纯化工艺。文档编号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质成分的超临界流体结晶分离方法，包括多元液相混合物料的制备和由增压泵、热交换器、结晶釜、分离器和缓冲罐构成的系统，其特征在于：当系统中结晶釜和分离釜各自维持一定的温度和压力时，超临界流体与多元液相混合物料于结晶釜内在结晶器的作用下，一定时间内完成萃取、吸附、结晶和干燥，使混合物料中的有效成分实现一步梯度结晶分离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘见，朱剑中，
申请(专利权)人：潘见，朱剑中，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]