超临界CO2萃取甘蔗滤泥中功效成分的研究

论文摘要

本论文从甘蔗糖厂副产物综合利用的角度出发,研究了甘蔗糖厂滤泥中功效成分的超临界CO2萃取工艺。通过四因素三水平的正交试验,讨论了萃取压力、萃取温度、萃取时间和物料粒度对萃取率和萃取得率的影响,然后用95%乙醇对萃取物溶解收集,浸泡一段时间,将萃取产物中的叶绿素和高碳脂肪醇分离。用GC-MS对高碳脂肪醇的成分和组成进行检测分析。通过正交试验的极差和方差分析,确定了超临界CO2萃取的最佳工艺条件为:萃取压力20MPa,萃取温度40℃,萃取时间5h,物料粒度40目,此时高碳脂肪醇的萃取率为1.609%,萃取得率为32.96%,其中二十八烷醇的含量为62.505%。影响萃取率和萃取得率的主次因素为:萃取温度＞萃取时间＞物料粒度＞萃取压力。实验结果利用F-检验,得出在α=1%的水平上,各个因素的影响结果均是显著的。实验还对分离得到叶绿素的稳定性进行了研究。结果表明,叶绿素在温度小于80℃时稳定性好。叶绿素对光敏感,在强光照射时损失很大。在强酸和强碱溶液中,叶绿素有很大程度的破坏。氧化剂和还原剂存在时,叶绿素的破坏程度和氧化还原性的强弱有关。除了具有氧化性和还原性的金属离子外,大部分的金属离子和食品添加剂对叶绿素稳定性无明显影响。实验结果证明,叶绿素是一种比较稳定的天然色素,在食品工业中有很好的应用前景。基于萃取床单元微分质量守恒方程,建立了超临界CO2萃取高碳脂肪醇的动力学模型,并给出了萃取率的计算式。通过模型的数值模拟,理论值和实验值比较吻合,模型可以比较准确地预测萃取率,从而为超临界CO2萃取高碳脂肪醇的扩大生产提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 甘蔗滤泥
• 1.2 高碳脂肪醇
• 1.2.1 高碳脂肪醇的来源
• 1.2.2 高碳脂肪醇的功能
• 1.2.3 高碳脂肪醇制备的研究进展
• 1.2.4 高碳脂肪醇含量的测定
• 1.3 叶绿素
• 1.3.1 叶绿素的作用
• 1.3.2 叶绿素的研究进展
• 1.3.3 叶绿素的提取方法
• 1.4 超临界流体萃取技术
• 1.4.1 超临界流体的概念
• 1.4.2 超临界流体的特性
• 1.4.3 超临界流体萃取的特点
• 1.4.4 超临界流体萃取技术的应用
• 1.4.5 超临界流体萃取技术的国内外研究现状
• 1.5 本论文研究的内容和创新点
• 第二章 实验材料与工艺流程
• 2.1 实验原料与试剂
• 2.2 实验仪器与装置
• 2.3 实验工艺流程
• 2萃取甘蔗滤泥的试验研究'>第三章 超临界CO₂萃取甘蔗滤泥的试验研究
• 2萃取装置'>3.1 超临界CO₂萃取装置
• 3.1.1 萃取装置基本参数
• 3.1.2 萃取流程图
• 3.1.3 萃取操作程序
• 2萃取甘蔗滤泥的试验'>3.2 超临界CO₂萃取甘蔗滤泥的试验
• 3.2.1 实验步骤
• 2萃取甘蔗滤泥的实验设计'>3.2.2 超临界CO₂萃取甘蔗滤泥的实验设计
• 3.2.3 萃取物含量计算
• 3.2.4 高碳脂肪醇的GC-MS检测
• 第四章 实验结果与讨论
• 2萃取的单因素实验结果'>4.1 超临界CO₂萃取的单因素实验结果
• 4.1.1 萃取压力的影响
• 4.1.2 萃取温度的影响
• 4.1.3 萃取时间的影响
• 4.1.4 物料粒度的影响
• 2萃取的正交实验结果'>4.2 超临界CO₂萃取的正交实验结果
• 2萃取工艺条件的选择'>4.2.1 超临界CO₂萃取工艺条件的选择
• 4.2.2 正交试验结果
• 4.3 萃取物中叶绿素含量的测定结果
• 4.4 高碳脂肪醇的GC-MS检测结果
• 4.4.1 二十八烷醇标准品的色谱图
• 4.4.2 正交试验萃取物的色谱图
• 2萃取与溶剂萃取的比较'>4.5 超临界CO₂萃取与溶剂萃取的比较
• 4.6 叶绿素稳定性的实验结果
• 4.6.1 温度对叶绿素稳定性的影响
• 4.6.2 光对叶绿素稳定性的影响
• 4.6.3 酸、碱对叶绿素稳定性的影响
• 4.6.4 氧化还原剂对叶绿素稳定性的影响
• 4.6.5 金属离子对叶绿素稳定性的影响
• 4.6.6 食品添加剂对叶绿素稳定性的影响
• 2萃取高碳脂肪醇的动力学模型'>第五章 超临界CO₂萃取高碳脂肪醇的动力学模型
• 5.1 超临界萃取的动力学模型
• 5.1.1 经验模型
• 5.1.2 基于传热类比的模型
• 5.1.3 质量守恒模型
• 5.2 模型建立
• 5.2.1 基本假设
• 5.2.2 模型的建立
• 5.3 模型中参数的来源
• 5.4 模型中参数的测量和计算
• 5.4.1 滤泥密度的测定
• 5.4.2 床层空隙率的测定
• 5.4.3 颗粒的球形系数的确定
• 5.4.4 固体颗粒比表面积的倒数的确定
• 5.4.5 滤泥中高碳脂肪醇的含量
• 2密度的计算'>5.4.6 超临界CO₂密度的计算
• 5.4.7 溶质处于溶解平衡时的平衡常数的确定
• 5.4.8 溶质在固体颗粒内部的扩散系数的确定
• 5.5 方程求解和模拟
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文情况