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超临界CO_2萃取α-亚麻酸及相平衡研究

作　者: 陈颖娣
导　师: 程健
学　校: 武汉工程大学
专　业: 化学工程
关键词: 超临界蚕蛹 α-亚麻酸溶解度 Chrastil
分类号: TQ645.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

α-亚麻酸具有降血脂、降血压、预防心血管疾病、促进神经系统发育等生理功能,被称为“21世纪绿色营养保健食品”。我国蚕蛹资源丰富,干蚕蛹体内含有30%以上的油脂,其中α-亚麻酸为油脂含量的30%以上。为了解决人们的膳食结构中α-亚麻酸不足问题,很多国家不断开发以α-亚麻酸为添加剂或者原料的保健品和药品。因此研究从蚕蛹中提取α-亚麻酸技术,对蚕蛹资源的充分利用与α-亚麻酸的开发均具有重要的意义。本文分别对超临界CO₂萃取、索氏抽提、微波萃取蚕蛹油进行了研究,从萃取工艺条件、萃取物性质等方面对比了三种萃取方法。通过萃取前后蚕蛹粉的结构变化分析三种萃取方法的萃取机理。研究表明:超临界CO₂萃取萃取温度低、出油率高、萃取物色泽好、不存在溶剂回收与污染的问题,但是高压条件对设备的要求较高;索氏抽提设备简单、出油率高,但是萃取时间长、消耗溶剂量大、萃取物色泽差;微波萃取萃取时间短,仅需要50s,并且设备简单、萃取条件温和、选择性好,但是出油率低、所得油脂色泽差。分别对蚕蛹脂肪酸、脂肪酸乙酯超临界CO₂精馏萃取进行了研究,同时还对超临界CO₂精馏萃取与冷冻结晶相结合分离蚕蛹脂肪酸进行了研究。研究结果表明,超临界CO₂精馏萃取能将蚕蛹油脂肪酸中α-亚麻酸的含量由28.44%提高到39.11%,将脂肪酸乙酯中α-亚麻酸的含量由28.37%提高到45.78%,超临界CO₂精馏萃取分离脂肪酸乙酯的效果比分离脂肪酸好。将超临界CO₂萃取与冷冻结晶相结合,最高能将α-亚麻酸的含量由28.44%提高到64.63%。因此将超临界CO₂萃取与冷冻结晶相结合能更有效的提高α-亚麻酸的含量。对超临界CO₂与脂肪酸乙酯体系的相平衡进行了研究,测定了不同温度对应的分相压力、溶解度与分配系数。研究表明,不饱和脂肪酸的碳链长短、双键数目越接近,其分配系数越接近。采用Chrastil方程关联了实验结果,得到脂肪酸乙酯在超临界CO₂中溶解度的关联式,由该关联式预测的溶解度与实验测得值相对误差为8.9%。采用修正的Chrastil方程关联实验结果,得到脂肪酸乙酯在超临界CO₂中溶解度的关联式,该式预测的溶解度与实验测值相对误差为3.69%。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章引言  11-15
  1.1 立题背景和意义  11-13
  1.2 主要研究内容  13-15
    1.2.1 蚕蛹油的提取  13
    1.2.2 脂肪酸的萃取分离  13
    1.2.3 脂肪酸乙酯的萃取分离及平衡研究  13-15
第2章文献综述  15-31
  2.1 蚕蛹简介  15-16
    2.1.1 蚕蛹的主要成分及其应用  15-16
  2.2 油脂的萃取方法  16-18
    2.2.1 压榨法  16-17
    2.2.2 索氏抽提法  17
    2.2.3 超声波萃取法  17
    2.2.4 微波萃取法  17
    2.2.5 超临界萃取  17-18
  2.3 亚麻酸简介  18-23
    2.3.1 α-亚麻酸的生理功能  18-20
    2.3.2 α-亚麻酸的来源  20-21
    2.3.3 α-亚麻酸的富集方法  21-23
  2.4 超临界流体萃取技术  23-27
    2.4.1 超临界流体  23-25
    2.4.2 超临界流体萃取技术的应用  25-27
  2.5 超临界流体相平衡  27-31
    2.5.1 溶解度的测定方法  27-28
    2.5.2 相平衡计算  28-31
第3章实验部分  31-41
  3.1 实验材料与仪器  31-32
  3.2 实验方案及装置  32-35
    3.2.1 实验方案  32-34
    3.2.2 实验装置  34-35
  3.3 实验方法与分析方法  35-41
    3.3.1 实验方法  35-37
    3.3.2 产物分析方法  37-39
    3.3.3 计算方法  39-41
第4章蚕蛹粉超临界C0_2 萃取  41-55
  4.1 超临界C0_2 萃取蚕蛹粉的工艺条件  42-47
    4.1.1 蚕蛹粉粒度对超临界C0_2 萃取的影响  42-43
    4.1.2 压力对超临界C0_2 萃取的影响  43-44
    4.1.3 温度对超临界C0_2 萃取的影响  44-45
    4.1.4 时间对超临界C0_2 萃取的影响  45-47
  4.2 索氏抽提工艺条件  47-49
    4.2.1 固液比对索氏抽提的影响  47-48
    4.2.2 时间对索氏抽提的影响  48-49
  4.3 微波萃取工艺条件  49-50
  4.4 三种萃取方法对比  50-54
    4.4.1 萃取工艺条件对比  50-51
    4.4.2 萃取物性质对比  51-52
    4.4.3 萃取机理分析  52-54
  4.5 本章小结  54-55
第5章超临界C0_2 萃取精馏蚕蛹脂肪酸  55-65
  5.1 超临界C0_2 萃取精馏蚕蛹脂肪酸工艺条件  55-57
    5.1.1 温度梯度对超临界C0_2 萃取蚕蛹脂肪酸的影响  55-57
    5.1.2 压力对超临界C0_2 萃取蚕蛹脂肪酸的影响  57
  5.2 超临界C0_2 萃取产物分析  57-59
  5.3 冷冻结晶工艺条件  59-64
    5.3.1 溶剂的选择  59-60
    5.3.2 温度对冷冻结晶的影响  60-61
    5.3.3 酸醇比对冷冻结晶的影响  61-62
    5.3.4 时间对冷冻结晶的影响  62-63
    5.3.5 正交实验优化工艺条件  63-64
  5.4 本章小结  64-65
第6章超临界C0_2 萃取蚕蛹脂肪酸乙酯及相平衡研究  65-81
  6.1 超临界C0_2 萃取蚕蛹脂肪酸乙酯  65-67
    6.1.1 温度梯度对超临界C0_2 萃取蚕蛹脂肪酸乙酯的影响  65-66
    6.1.2 压力对超临界C0_2 萃取蚕蛹脂肪酸乙酯的影响  66-67
  6.2 萃取产物分析  67-71
    6.2.1 馏分酸值变化  67-68
    6.2.2 脱色效果变化  68-70
    6.2.3 馏分中亚麻酸乙酯含量变化  70-71
  6.3 相态的观测  71-73
  6.4 分相点压力与温度的关系  73
  6.5 温度、压力对溶解度的影响  73-75
  6.6 温度、压力对分配系数的影响  75-77
  6.7 蚕蛹脂肪酸乙酯在超临界C0_2 中的溶解度模拟  77-80
  6.8 本章小结  80-81
第7章结论  81-83
  7.1 主要结论  81-82
  7.2 研究展望  82-83
参考文献  83-89
研究生期间发表的论文  89-91
致谢  91

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