CN1184222C - 用超临界流体萃取印楝生产印楝素浸膏的方法 - Google Patents
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Abstract
用超临界流体萃取印楝生产印楝素浸膏的方法，涉及从植物中提取杀虫剂的方法，任务是提供一种能在较低温度及压力条件下采用超临界CO2进行萃取从而生产印楝素浸膏的方法。本发明的方法是将印楝种子经剥壳、榨油后所得渣饼经粉碎投入超临界流体萃取装置中，按设定的温度、压力等工艺条件并加入夹带剂在两个萃取罐分别交替进行静态、动态连续萃取，过滤后滤液经真空浓缩成印楝素浸膏。本法萃取效率高，能够实现工业化生产植物源杀虫剂印楝素浸膏。
Description
本发明涉及从植物材料中提取杀虫剂的方法，具体而言，涉及用超临界流体萃取印楝种子或种仁从而提取有效成分的方法。
人们已经知道，印楝(neem)种子中所含以印楝素(Azadirachtin)为代表的十几种有效成分，对许多作物杀虫、防虫有非常好的效果，而且不会造成环境污染。现有的从印楝树的种子、种仁中提取印楝素的技术，目前普遍采用的萃取方法先是对种子或种仁进行机械榨油，然后用传统有机溶剂法对除油后渣饼进行印楝素提取。这方面国内外文献、专利较多，如较具代表性的中国专利ZL96112529.2号，采用有机溶剂如甲醇、石油醚、乙酸乙酯、氯仿、丙酮等，经脱脂、提取分配、上柱分离、浓缩等步骤提取制备印楝素，其缺点是有机溶剂用量大，种类多，对环境有较大影响，且工艺步骤繁琐，特别是由于印楝素本身对光热不稳定，在有机溶剂的反复多次高温浓缩回收过程中，有较大损失。因此，人们力求寻找一种更为先进、工业生产可行、对环境影响较小的新技术新方法，以提高印楝素提取效率并减少对环境污染。超临界流体萃取法就是较为合适于印楝素提取的一类新技术，经检索这方面国内无相关专利或文献，国外的相关文献主要集中于实验室内用超临界萃取法制备印楝素样品以进行分析测定。德国专利DE19601482AI涉及了在CO2的亚临界或超临界状态下，通过加入低级醇类夹带剂进行印楝种子或种仁中印楝素的提取，其关键技术指标中，除了萃取温度的范围10～70℃，尤其是30℃至45℃间、是超临界CO2萃取法习惯选择和使用的温度范围外，其它指标中萃取压力为25MPa(250bar)至60MPa(600bar)，尤其在30MPa(300bar)至40MPa(400bar)范围内，在超临界CO2萃取中，该压力范围属于中高压萃取范围，对设备要求高，大型生产设备连续工作压力不是达不到此要求，就是造价太高；整个萃取时间3～9个小时，尤其是在4～6小时后完成，耗时较长，这会影响生产效率；同时该方法仅采用一个萃取罐，不能连续交替操作、实现工业化生产。
本发明的任务是提供一种能在较低温度及中、低压条件下进行印楝种子或种仁中印楝素成分的提取，特别是采用超临界CO2进行萃取从而生产印楝素浸膏的方法，并在保证印楝素提取效率条件下，既减少有机溶剂使用种类及使用量，又能缩短萃取时间，实现工业化生产。
发明人经过对用超临界流体萃取印楝种子或种仁从而提取有效成分的技术研究，找出了要实现工业化生产的关键在于萃取压力、时间和夹带剂使用种类比例，因为萃取压力高低不但与方法对印楝素提取的选择性、萃取率及萃取速度有关，还涉及到设备造价、投资成本；萃取时间长短涉及到方法或工艺的效益；夹带剂的使用种类及量不但对环境有影响，也与成本直接相关。居于上述认识，本发明提供的方法是：印楝种子经剥壳，机械榨油后得到的渣饼经粉碎投入超临界流体萃取装置中，按设定的温度、压力等工艺条件并加入夹带剂在两个萃取罐分别交替进行静态、流动(动态)连续萃取，萃取后得到的萃取液经过滤，滤液再经常规的真空浓缩制成印楝素浸膏。
本发明所用的超临界流体是处于超临界状态的CO2。
本发明所用的夹带剂可选择使用甲醇、乙醇、丙酮或乙酸乙酯中的一种。
在静态萃取中萃取罐的工艺条件控制为压力在2～24.9MPa(即20～249bar)范围内，温度在30～60℃范围内，静态萃取时间为1/4～1小时。夹带剂的用量为1∶0.5～1∶1.5(原料质量与夹带剂的体积比)。
在动态萃取中萃取罐的工艺条件控制为压力在2～24.9MPa(即20～249bar)范围内，温度在30～60℃，流动萃取时间为1～2小时，其中不断添加夹带剂，直到夹带剂比例累积达1∶5(原料质量与夹带剂的体积比)时停止添加夹带剂；与动态萃取相应的缓冲罐及分离罐工艺条件控制为压力在2～7MPa(即20～70bar)范围内，温度在30～50℃。
本发明提供了一种用于印楝种子或种仁中印楝素成分的采用超临界流体萃取的工业生产方法，其特征是静态萃取与流动萃取结合，双罐连续交替操作方式，在保证印楝素成分提取效率情况下，以超临界CO2为萃取剂并循环使用，甲醇、乙醇、丙酮或乙酸乙酯中一种为夹带剂，与已有的有机溶剂法或超临界流体萃取法相比，达到了减少有机溶剂使用种类和使用量、使用较低萃取压力、缩短萃取时间的目的，不但降低了对环境的影响，同时减少了工艺设备的投入，使萃取效率提高，能够实现工业化生产植物源杀虫剂印楝素浸膏。
附图1表示本发明所述用超临界流体萃取印楝种子或种仁生产印楝素浸膏的原理图，图中1为液态二氧化碳贮罐，2为夹带剂贮罐，3、4为高压泵，5、6为混合器，7、8、9、10、11、12、15、16、17、18、21、22均为阀门，13、14分别为1号萃取罐和2号萃取罐，19为缓冲罐，20为分离罐，23为流量计，24为吸附器，25为压缩机。
表示混合器、萃取罐、缓冲罐、分离罐处于热交换及控温系统中。
实施例：参照附图1，将各10kg印楝种仁机榨脱油渣饼粉碎过20目(印楝素含量经测定为0.4％)，分别投入1号萃取罐(13)和2号萃取罐(14)中，通过夹带剂泵(4)打入1∶1(原料质量与夹带剂体积比)夹带剂于萃取罐(13)中，夹带剂用甲醇，启动CO2泵(3)使1号萃取罐(13)压力控制在10MPa，温度控制在50℃，进行静态萃取0.5小时后，启动并调节CO2泵(3)和夹带剂泵(4)，开启并调节阀门(15)、(16)、(22)，维持1号萃取罐的压力及温度与静态萃取压力及温度在上述范围内，使缓冲(19)及分离罐(20)压力控制在5MPa，温度40℃，流动萃取1.5小时，当原料∶夹带剂比例累积达1∶5(原料质量与夹带剂体积比)时，停止夹带剂泵(4)对1号萃取罐(13)的夹带剂输送，切换阀门(7)、(8)、(9)、(10)转向2号萃取罐(14)，按上述同样要求输入夹带剂并使2号萃取罐(14)达到上述静态萃取同样压力温度要求范围内，进行静态萃取；切换阀门(9)、(10)转向1号萃取罐(13)继续但仅用CO2对1号萃取罐进行萃取45分钟停止萃取，切换阀门后对1号萃取罐进行装卸料。再按上述步骤进行对2号萃取罐(14)的流动(动态)萃取至萃取结束后，转为对1号萃取罐的下一轮萃取，交替连续进行操作。定期从分离罐(20)中放出萃取物，过滤，然后真空减压浓缩。按以上工艺要点，对单个萃取罐内10kg机榨脱油印楝渣饼，整个萃取过程可在3小时内完成，制得固态黄绿色至墨绿色印楝素浸膏350g，印楝素含量大于10％。
Claims (3)
1.一种采用超临界流体萃取印楝种子或种仁从而生产印楝素浸膏的方法，这种方法是将印楝种子经剥壳、机械榨油后得到的饼渣经粉碎投入超临界流体萃取装置，以超临界CO2进行萃取，本发明的特征在于该萃取过程是在温度为30～60℃、压力为2～24.9MPa下，加入甲醇、乙醇、丙酮或乙酸乙酯中的一种作为夹带剂，在两个萃取罐(13和14)中分别交替进行静态、动态连续萃取，萃取后得到的萃取液经过过滤，滤液采用常规真空浓缩制成印楝素浸膏。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于静态萃取时间为1/4～1小时，原料质量与所用夹带剂的体积之比为1∶0.5～1∶1.5；动态萃取时间为1～2小时，在动态萃取时不断添加夹带剂，直到原料质量与所用夹带剂的体积之比为1∶5时停止添加夹带剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于与动态萃取相应的缓冲罐(19)及分离罐(20)的工艺条件控制在压力为2～7MPa，温度为30～50℃。
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