用超临界或液体二氧化碳提取川穹油的新工艺制作方法

曾健青, 李卫民, 刘莉玫

2000年11月8日

2000年4月19日

2000年4月19日

中国科学院广州化学研究所

C11B1/10GK1272531SQ0011421

穹油 超临界 提取 二氧化碳 液体

1.一种采用超临界或液体二氧化碳提取川穹油的方法，其特征在于以食品级二氧化碳为萃取剂，对经干燥、粉碎至合适粒度的川穹植物原料进行循环提取和分离，萃取压力为8～32MPa、萃取温度为15～60℃、解析压力为3～10MPa、解析温度为15～65℃、二氧化碳流量为2～6公斤CO2/公斤原料·小时、萃取时间为1～2小时2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于萃取压力为20～25MPa、萃取温度为30～50℃、解析压力为4～7MPa、解析温度为45～55℃3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法适用于从其它不同产地的川穹品种西穹、云穹、和穹以及变种抚穹中提取川穹油

本发明属于采用超临界或液体二氧化碳从中药川芎原料中提取川芎油的方法川芎为我国最常用的传统中药之一，《神农本草经》中将其列为上品，别名芎穷川芎是伞形科多年生草本植物芎穷的干燥根茎川芎具有良好的解痉、镇静、降压和扩张血管等作用，主治头痛、胸肋痛、经闭腹痛、跌打损伤、冠心病等川芎的质量因产地而异，以我国四川灌县所产质量最佳，故习惯称之为川芎不同地区产出的川芎还常用别的名称，如云南产的为云芎，日本产的为和芎等此外，川芎还有一种变种称之为抚芎现代研究表明，从川芎提取的川芎油具有上述川芎所具有的各种药效从川芎中提取川芎油通常采用水汽蒸馏法如在期刊《药学学报》1988年第6期的428页和《中国中药杂志》1996年第3期的147页对常规水蒸汽提取过程和结果进行了描述，其所介绍的提取方法是先将原料粉碎，然后置于水蒸汽提取器中，蒸馏提取一段时间，最后将提得的油用无水硫酸钠干燥除水其完全提取的油收率在0.05％-1.20％之间该方法不仅提取温度高，易于破坏某些有效组分，而且提取率极低，生产成本高用超临界或液体二氧化碳进行中草药有效成分的提取是近年得到迅速发展的新技术该技术是利用处于不同的压力、温度状态的二氧化碳对有机物有较大的溶解度差别来实现对有机物的提取分离，具有对难挥发性物质溶解度大，传质速率高，选择性易于调节，流程简单，溶剂可重复使用，对人和环境无害等优点，是一种理想的分离方法根据文献检索，到目前为止，在实践中尚没有用超临界或液体二氧化碳提取川芎油的方法问世本发明的主要目的是采用低温二氧化碳代替高温水汽对川芎进行提取，同时大大提高川芎油的收率和药用有效成分的收率本发明提出的采用超临界或液体二氧化碳从中药川芎原料中提取川芎油的方法，是利用处于不同压力和温度状态的二氧化碳对有机物有较大的溶解度差及相同状态的二氧化碳对不同有机物又具有不同的溶解能力来实现对有机物的提取和分离，选择合适的提取操作条件是实现川穹油有效提取和分离纯化的关键因素本发明是按下述方法实现的以食品级二氧化碳为萃取剂，对经干燥、粉碎至合适粒度的川穹植物原料进行循环提取和分离，萃取压力为8～32MPa、萃取温度为15～60℃、解析压力为3～10MPa、解析温度为15～65℃、二氧化碳流量为2～6公斤CO2/公斤原料·小时、萃取时间为1～2小时优选的萃取压力为20～25MPa、萃取温度为30～50℃、解析压力为4～7MPa、解析温度为45～55℃本发明对川穹植物原料没有特别的要求，并适用于不同产地的川穹品种，如西穹、云穹、和穹等，以及变种，如抚穹等萃取分离过程中，萃取压力、萃取温度、解析压力(特别是一级解析压力)、解析温度和萃取时间等操作条件参数对产物的收率和川穹油的纯度具有关键性的作用但二氧化碳的流量对萃取时间有直接的影响，流量越大，所需的萃取时间越短，流量越小，所需的萃取时间越长本发明中，处于“溶剂状态”的二氧化碳流体或液体与川芎原料在高压釜中充分接触，川芎中可溶性物质溶解在二氧化碳中，这种混合流体先后在两个或多个分离釜中经过两次或多次降压，使不同性质的组分分别在不同压力与温度的解析器中析出二氧化碳将循环使用整个分离过程在接近室温的条件下进行(室温30℃左右)，有效地防止了高温条件可能产生的氧化变质本发明将川芎油的提取过程和药用有效成分的浓缩过程一体化，即在同一过程中可以实现川芎油的提取和将其中的无效脂肪酸及甘油酯等去掉，从而提浓其药用有效成分这一目的是通过使用多级解析分离器和在其中一个解析器中装填合适的不锈钢填料以起到精馏的作用来实现的对于同样的原料，水汽法提取8小时只能得到1-1.2％的油收率，而该方法提取1小时就可以将油收率提高到8％，并且其中的药用有效成分的收率亦比水汽法提高1-1.5倍本发明还大大增加了设备的处理量，提高生产效率，降低生产成本一般的水汽提取方法中，通常要用多于原料体积5-10倍的水，经过至少8小时的提取后才能达到1％左右的收率，并且由于提取介质水占据了提取罐的大部分体积，使得提取设备的容积利用率很小而本发明中提取罐可以全空间装料，提取罐容积可以得到全部利用，并且只需1-2小时即可达到8％的油收率，因此生产成本大大降低本发明对环境起到保护作用，并降低了生产操作的危险性一般的水汽提取法将对外界排放大量废水而本发明中整个提取分离过程是在一个全封闭的系统中完成，唯一要用到的溶剂是二氧化碳，它无毒不燃不爆且可循环使用以两级解析为例，结合流程图，本发明是按下述方法实施的首先，将粉碎至合适粒度的川芎原料装入提取釜5中，并按所需温度设定提取釜、解析釜和热交换器的温度，开启各加热电源然后打开阀8，让气瓶1中的CO2经阀8、管13进入冷凝贮存罐2，再经升压装置3升压至P1后进入热交换器4和提取釜5在提取釜中CO2与川芎充分接触，溶有川芎油的“溶剂状态”CO2(压力8-32MPa，温度15-60℃)，经减压装置9降低压力至第一级解析压P2后进入第一级解析器6，川芎油中溶解度较小的组分(如高级脂肪酸和甘油酯等)在此处析出，而溶解度较大的组分继续随CO2经减压装置10降低压力至第二级解析压P3后进入第二级解析器7，并分离出溶解度较大的组分(主要为挥发油，其中含有各种药用有效成分)解析后的CO2经过流量计14后由管13返回冷凝贮存罐2从而实现其循环使用本发明中，提取器、解析器中的温度由其各自夹套通过的循环水控制如果只使用一级解析或调节两个解析器的温度和压力相等，则得到一种油品，该产品同样具有很好的药用效果本发明与现有技术相比，工艺操作简便，提取时间大大缩短，产物收率提高4-5倍以上，且CO2可以循环使用，因此大大降低了成本实施例中采用的川穹原料为普通市售商品实施例1将10公斤川芎粉料投入高压萃取釜5中，然后升温升压，在22MPa，35℃下进行提取调节第一级解析器的压力为18MPa，温度为40℃，第二级解析器的压力为5.5MPa，温度为50℃在二氧化碳流量5公斤CO2/公斤原料·小时下经过1.5小时的萃取后，第一级分离釜中得产品83克，其中主要为高级脂肪酸和甘油酯第二级分离釜中得产品813克，其中主要为挥发油实施例2将10公斤川芎粉料投入高压萃取釜5中，然后升温升压，在20MPa，45℃下进行提取调节第一级解析器和第二级解析器的压力均为5MPa，温度均为50℃，在二氧化碳流量3公斤CO2/公斤原料·小时下萃取经过2小时的萃取后，从两解析器中得产品826克