專利名稱：低溫蒸發(fā)提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及五味子揮發(fā)油提純技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用低溫蒸發(fā)的分子蒸餾技術(shù)提純五味子揮發(fā)油的方法。
背景技術(shù)：
五味子在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有明顯的鎮(zhèn)靜作用，對(duì)心血管系統(tǒng)有擴(kuò)張血管的作用，提高心肌代謝酶活性，改善心肌的營(yíng)養(yǎng)和功能，其揮發(fā)性成分有抗氧化、抗驚厥的作用。目前，國(guó)內(nèi)針對(duì)五味子揮發(fā)油的研究較少，現(xiàn)有五味子揮發(fā)油的分離提純方式是采用常壓蒸餾，提純率低，能耗高，很多種醫(yī)藥成分無法有效提純，導(dǎo)致提純成本增加，五味子揮發(fā)油價(jià)格昂貴，實(shí)用性差，特別對(duì)于藥效作用明顯、含量較高的成分無法提取。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決五味子揮發(fā)油中的多種含量較高的有效成分無法進(jìn)一步有效地分離、提純，且其提純成本高、實(shí)用性差(只能采用例如氣質(zhì)聯(lián)機(jī)的方法進(jìn)行成分檢測(cè)，而無法實(shí)現(xiàn)有效地分離，特別是進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的分離提純)等技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用低溫蒸發(fā)的分子蒸餾技術(shù)提取五味子揮發(fā)油中的有效成分的方法，可以快速有效地對(duì)五味子揮發(fā)油進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化，提取出的不同成分按功效應(yīng)用于不同保健食品和醫(yī)藥產(chǎn)品中，增加了五味子的醫(yī)用藥用使用價(jià)值。由于自動(dòng)控制低溫蒸發(fā)的分子蒸餾技術(shù)的采用，工藝條件能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確控制，降低了五味子提純成本，且蒸餾過程沒有廢水、廢氣等污染物質(zhì)的排放，同時(shí)該方法是在負(fù)壓狀態(tài)下，在低于物質(zhì)沸點(diǎn)的工況下提純，還具有節(jié)能環(huán)保的顯著優(yōu)點(diǎn)，易于工業(yè)化、產(chǎn)品化生產(chǎn)。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:低溫蒸發(fā)提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法包括如下步驟:步驟一、利用破碎機(jī)將北五味子原料破碎成粒徑為80 300目的粉末；步驟二、利用CO2超臨界萃取裝置將步驟一得到的五味子粉末進(jìn)行二氧化碳超臨界萃取，得到五味子原油；步驟三、利用分子蒸餾裝置對(duì)步驟二得到的五味子原油進(jìn)行一級(jí)分子蒸餾，蒸餾溫度為80°C，壓強(qiáng)為500 lOOOOPa，刮膜電機(jī)轉(zhuǎn)速為245轉(zhuǎn)/分，蒸餾得到龍腦莰醇、鄰二甲苯、壬烷、3-蒈烯、月桂烯、α-菔烯、莰烯、β-水芹烯、β-菔烯、異松油烯、檸檬烯、癸烷和α -松油烯。上述步驟二包括如下步驟:步驟201、將步驟一得到的五味子粉末過20 150目網(wǎng)刷，放入到萃取釜中；步驟202、向超臨界萃取裝置中通入CO2，調(diào)節(jié)閥門使萃取釜壓強(qiáng)達(dá)到15MPa，分離釜I壓強(qiáng)為15MPa，分離釜II壓強(qiáng)為IOMPa ；步驟203、開始加溫，當(dāng)分離釜I的溫度達(dá)到50°C，分離釜II的溫度達(dá)到45°C，萃取釜的溫度達(dá)到45°C時(shí)，對(duì)萃取釜進(jìn)行加壓；
步驟204、當(dāng)萃取釜的壓強(qiáng)達(dá)到45MPa時(shí)，調(diào)節(jié)分離釜I的壓強(qiáng)為lOMPa，分離釜II的壓強(qiáng)為lOMPa，同時(shí)CO2流量保持為40L/h，萃取I 5h，每隔30min收集萃取物，稱重計(jì)算萃取率，即得五味子原油。本發(fā)明的有益效果是:經(jīng)過項(xiàng)目鑒定及查新，該工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，同時(shí)可以根據(jù)化工和生物醫(yī)藥的需求，提純五味子揮發(fā)油中不同有效成分，大大地提高了五味子的醫(yī)用藥用價(jià)值；本發(fā)明分離提純得到的以龍腦莰醇為主的各成分均可做合成香精香料的原料，使香精香料的使用更加健康和環(huán)保；本發(fā)明的能夠產(chǎn)業(yè)化，效率高，提純成本降低，具有很高的實(shí)用性；由于采用自動(dòng)控制的負(fù)壓低溫分子蒸餾技術(shù)，所以該提純方法在工藝參數(shù)優(yōu)化控制和節(jié)能減排方面也比現(xiàn)有方法有了很大提高。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明通過一級(jí)低溫蒸發(fā)的分子蒸餾方法實(shí)現(xiàn)了五味子揮發(fā)油中以龍腦莰醇為主成分的分離提純，并通過氣質(zhì)聯(lián)機(jī)的方法對(duì)分離成分及所占比例進(jìn)行了檢測(cè)。本發(fā)明低溫蒸發(fā)提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法包括如下步驟:步驟一、將產(chǎn)于吉林長(zhǎng)白山的北五味子2755g放入破碎機(jī)，破碎成為80 300目粉末狀，由于破碎過程中，有損耗，按照損耗量7%計(jì)算，實(shí)際破碎后得到的五味子粉末質(zhì)量為2562.15g。本發(fā)明的破碎機(jī)采用上海頂帥電器有限公司的型號(hào)為L(zhǎng)D-Y300A機(jī)型，該破碎機(jī)搖擺式400g，工作電壓220V，功率1800W。步驟二、利用二氧化碳超臨界萃取裝置將步驟一破碎得到的五味子粉末進(jìn)行二氧化碳超臨界萃取，得到五味子原油。根據(jù)五味子的質(zhì)量不同和工藝參數(shù)設(shè)定的不同，得率也不同(影響因素有真空度，溫度，萃取時(shí)間等)，得率從6% 10%不等，超臨界之前選取的五味子沒有經(jīng)過浸泡，保證成分、質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變，得率也相對(duì)較高。本發(fā)明的萃取裝置采用HA221-40-11型二氧化碳超臨界萃取裝置，該裝置主要包括二氧化碳儲(chǔ)氣罐、凈化器、貯罐、攜帶劑罐、 混合器、過濾器、萃取釜1、萃取釜2、分離器1、分離器2、精餾柱等；具體的操作步驟是:步驟201、將步驟一得到的五味子粉末過20 150目網(wǎng)刷后放入到萃取釜I中；先送空氣，再啟動(dòng)電源按鈕；接通制冷開關(guān)，將冷箱溫度控制器調(diào)到4攝氏度，同時(shí)接通水循環(huán)開關(guān)，攪拌冷卻水和冷卻二氧化碳泵頭；步驟202、從鋼瓶出來的二氧化碳經(jīng)冷凝后通過柱塞泵升壓，在預(yù)定的溫度和壓強(qiáng)下五味子粉末與超臨界二氧化碳充分接觸進(jìn)行傳質(zhì)過程；分別調(diào)節(jié)閥門使萃取釜壓強(qiáng)達(dá)到15MPa，再進(jìn)一步逐一調(diào)節(jié)閥門使分離釜I壓強(qiáng)達(dá)到15MPa，分離釜II壓強(qiáng)達(dá)到IOMPa ；步驟203、開始加溫，加熱溫度控制在50°C，當(dāng)分離釜I的溫度達(dá)到50°C，分離釜II的溫度達(dá)到45°c，萃取釜的溫度達(dá)到45°C時(shí)，對(duì)萃取釜進(jìn)行加壓；步驟204、當(dāng)萃取釜的壓強(qiáng)達(dá)到45MPa時(shí)，調(diào)整分離釜I壓強(qiáng)為IOMPa ;調(diào)節(jié)分離釜II的壓強(qiáng)為IOMPa ;同時(shí)二氧化碳流量保持為40L/h ;萃取I 5h，每隔30min收集萃取物五味子原油，稱重計(jì)算萃取率，本實(shí)施例的萃取率為8%，因此得到的五味子原油為205.0g ；步驟三、利用自動(dòng)控制負(fù)壓低溫分子蒸餾裝置對(duì)步驟二得到的五味子原油進(jìn)行分子蒸餾。分子蒸餾裝置采用由長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)研制的FZ-6-1II型自動(dòng)控制刮膜式分子蒸餾裝置，該裝置由DCS控制系統(tǒng)(分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)提純工藝操作，控制對(duì)象包括液環(huán)真空泵、旋片式真空泵、擴(kuò)散泵、熱油機(jī)、恒溫水箱、冷熱水機(jī)、物料罐、刮膜蒸發(fā)器H1、刮膜電機(jī)1、進(jìn)料泵、過料泵、出料泵I ;其中刮膜蒸發(fā)器Hl刮膜柱高44.4cm，刮膜蒸發(fā)器Hl蒸發(fā)面積為600cm2，內(nèi)置式冷凝面積是250cm2，刮膜電機(jī)轉(zhuǎn)速均為30-360轉(zhuǎn)/分，額定功率80W。恒溫水箱容積13L，功率1KW，水泵流量6L/min。冷熱水機(jī)注水量10L，制冷功率1.5KW,熱油機(jī)最高油溫250°C，總油量12L，加熱功率3KW。分子蒸餾提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法具體工藝過程如下:步驟301、全面檢查分子蒸餾系統(tǒng)，確保啟動(dòng)所有真空泵前所有的真空閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，將各冷阱接收瓶接入系統(tǒng)，適量打開系統(tǒng)進(jìn)水閥門，并確定系統(tǒng)出水口有水排出；步驟302、在進(jìn)行分子蒸餾一級(jí)蒸發(fā)時(shí)，采用液環(huán)泵真空回路，工作壓強(qiáng)即真空度要求為500 lOOOOPa，首先啟動(dòng)液環(huán)真空泵，依次開啟真空閥門通路；步驟303、打開物料罐的真空閥門60 90秒后關(guān)閉，將物料罐的吸料管口放置物料液面內(nèi)，打開吸料閥門，將物料吸入儲(chǔ)料罐；步驟304、開啟恒溫水禮并設(shè)直溫度為100 C，開啟冷水機(jī)并設(shè)直溫度為20 C，開啟熱油機(jī)并設(shè)置溫度為180°C，一級(jí)蒸餾溫度即蒸發(fā)器Hl溫度設(shè)置為80°C (由恒溫水箱提供溫度);步驟305、當(dāng)蒸餾系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定溫度及真空度條件后，開始蒸餾，首先打開進(jìn)料泵，調(diào)節(jié)進(jìn)料泵電機(jī)轉(zhuǎn)速為27轉(zhuǎn)/分，當(dāng)觀察到一級(jí)物料透鏡有物料滴下時(shí)，開啟一級(jí)刮膜蒸發(fā)器Hl的刮膜電機(jī)1，并設(shè)定一級(jí)刮膜電機(jī)I的轉(zhuǎn)速為245轉(zhuǎn)/分。當(dāng)一級(jí)蒸發(fā)器儲(chǔ)料罐裝滿時(shí)，將一級(jí)輕組分收集出。對(duì)儲(chǔ)料罐稱重得:一級(jí)輕組分32.7g，所占質(zhì)量比為15.95%。采用美國(guó)惠普公司的6890/5973GC/MSD型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定蒸餾產(chǎn)物，經(jīng)測(cè)定和分析得到產(chǎn)物的具體成分如下面的表I所示:表I 一級(jí)輕組分的主要成分
權(quán)利要求
1.低溫蒸發(fā)提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一、利用破碎機(jī)將北五味子原料破碎成粒徑為80 300目的粉末； 步驟二、利用CO2超臨界萃取裝置將步驟一得到的五味子粉末進(jìn)行二氧化碳超臨界萃取，得到五味子原油； 步驟三、利用分子蒸餾裝置對(duì)步驟二得到的五味子原油進(jìn)行一級(jí)分子蒸餾，蒸餾溫度為80°C，壓強(qiáng)為500 lOOOOPa，刮膜電機(jī)轉(zhuǎn)速為245轉(zhuǎn)/分，蒸餾得到龍腦莰醇、鄰二甲苯、壬烷、3-蒈烯、月桂烯、α-菔烯、莰烯、β-水芹烯、β-菔烯、異松油烯、檸檬烯、癸烷和α -松油烯。
2.如權(quán)利要求1所述的低溫蒸發(fā)提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法，其特征在于，所述步驟二包括如下步驟: 步驟201、將步驟一得到的五味子粉末過20 150目網(wǎng)刷，放入到萃取釜中； 步驟202、向超臨界萃取裝置中通入CO2,調(diào)節(jié)閥門使萃取釜壓強(qiáng)達(dá)到15MPa，分離釜I壓強(qiáng)為15MPa，分離釜II壓強(qiáng)為IOMPa ； 步驟203、開始加溫，當(dāng)分離釜I的溫度達(dá)到50°C，分離釜II的溫度達(dá)到45°C，萃取釜的溫度達(dá)到45 °C時(shí)，對(duì)萃取釜進(jìn)行加壓； 步驟204、當(dāng)萃取釜的壓強(qiáng)達(dá)到45MPa時(shí)，調(diào)節(jié)分離釜I的壓強(qiáng)為lOMPa，分離釜II的壓強(qiáng)為lOMPa，同時(shí)CO2流量保持為40L/h，萃取I 5h，每隔30min收集萃取物，稱重計(jì)算萃取率，即得五味子原油。`
全文摘要
低溫蒸發(fā)提取以龍腦莰醇為主成分的五味子揮發(fā)油的方法涉及五味子提純技術(shù)領(lǐng)域，該方法利用分子蒸餾裝置對(duì)由CO2超臨界萃取法得到的五味子原油依次進(jìn)行一級(jí)分子蒸餾，條件為蒸餾溫度為80℃，壓強(qiáng)為500～10000Pa，刮膜電機(jī)轉(zhuǎn)速為245轉(zhuǎn)/分，最后得到龍腦莰醇等，提純了五味子揮發(fā)油。本發(fā)明快速有效地提純了五味子揮發(fā)油，降低了提純成本，增加了五味子的醫(yī)用藥用使用價(jià)值，且該工藝節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)C11B9/02GK103184104SQ20131009213
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者李慧, 張德江, 尤文, 李秀歌, 婁利峰, 李穎, 高冷, 韓金歷 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)