（制糖工程专业论文）超声强化超临界流体萃取植物药有效成分的研究.pdf

摘要 由于提取技术的落后，阻碍了植物药业的进一步发展。超临界流体萃取( s f e ) 新技术的出现引起了人们的浓厚兴趣，但因其高压操作，萃取效率相对较低等问 题，限制了它的大规模广泛应用。本论文以极具开发价值的e p a 、d h a 、薏苡仁 油( c l s o ) 、薏苡仁酯( c l s e ) 为提取对象，针对s f e 技术存在的缺点，采用超 声强化超临界流体对植物药有效成分的萃取过程。首先对溶剂( s e ) 法、超声( u s e ) 法、s f e 法、超声强化超临界流体萃取( u s f e ) 法萃取植物药有效成分的影响因 素及超声强化的效果进行了详细的研究，对四种方法提取的工艺参数进行了优化， 在此基础上对各种方法进行比较，然后进一步研究u s f e 过程的动力学模型及超声 强化萃取的机理。通过研究表明： 提取温度、固液比、水分含量、物料粒径、超声作用方式、超声功率、超声 频率、超声提取时间等因素，对超声提取植物药有效成分产生影响。温度的适当 升高、溶剂量的增大、物料粒径的减少、连续式超声作用、适当增大超声功率、 采用适当的超声频率有利于提高有效成分提取率；在超声作用下，水分的影响不 显著；随着超声提取时间的延长，有效成分提取率逐渐提高，直至达到提取平衡； u s e 法提取率大于s e 法提取率。s e 法提取时，各因素对c l s o 、c l s e 的提取率 影响大小为：薏仁粒径 提取时间 提取温度 固液比，优化后的工艺参数为：薏仁 粒径4 0 目6 0 目、提取时间1 0 0 m i n 、提取温度5 0 、固液比1 ：4 5 。u s e 法提取 时，影响c l s o 提取率的大小为：物料粒径 超声提取温度 超声提取时间 超声频 率及功率 固液比，影响c l s e 提取率的大小为：物料粒径 超声提取温度 超声频 率及功率 超声提取时间 固液比，提取c l s o 、c l s e 的优化工艺参数为：物料粒 径4 0 目6 0 目、超声提取温度4 0 、超声提取时间4 0 r a i n 、超声频率及功率分别 为2 5 k h z 、3 0 0 w ，固液比1 ：3 5 。s e 法提取e p a 、d h a 时，各因素对其提取率影 响大小为：固液比 提取温度 提取时间，优化工艺参数为：固液比为1 ：5 5 ，提取 温度6 5 ，提取时间1 2 0 m i n 。u s e 提取时，各因素对e p a 、d h a 提取率影响大 小为：固液比 提取时间 提取温度，优化工艺参数为：固液比为1 ：4 5 ，提取温度 5 5 ，提取时间6 0 m i n 。与机械搅拌法提取相比，超声场介入下的提取速率明显大 于机械搅拌下的相应值。 针对s f e 系统设备的特点，设计了可用于强化超临界流体萃取过程的超声波 强化装置，将超声技术与s f e 技术结合起来，协同作用。该装置具有过载自动保 护功能，功率可调且自动跟踪，采用变压器进行输出隔离，安全可靠，运转正常， 方便易控。 华南理工大学博士学位论文 萃取温度、萃取压力、物料颗粒度、投料量、流体流量、夹带剂、超声参数 等因素都对u s f e 过程产生影响，其影响大小因萃取物不同而不同。实验条件下， 随着物料颗粒度、投料量的增加，萃取率降低；随着萃取压力、流体流量、夹带 剂量、超声功率的适量增加，萃取率提高；萃取率随温度的升高呈现先提高后降 低的趋势。s f e 时，各因素对c l s o 、c l s e 萃取率的影响大小次序为：萃取温度 萃取压力 流体流量 萃取时间 物料颗粒度，影响e p a 、d h a 萃取率大小次序为： 萃取压力 流体流量 萃取温度 萃取时间。u s f e 时，各因素影响c l s o 萃取率大 小次序为：萃取温度 粒度 萃取压力 萃取时间 流体流量，影响c l s e 萃取率大 小的次序为：萃取温度 粒度 萃取时间 流体流量 萃取压力，萃取时间对e p a 、 d h a 萃取率影响最大，其它因素影响的大小相差不明显。 正交实验结果表明，s f e 法萃取c l s o 、c l s e 的优化工艺为：萃取温度4 5 、 流体流量3 5 l h 、萃取压力2 5 m p a 、原料粒度4 0 目6 0 目、萃取时间4 0 h ；u s f e 法萃取c l s o 、c l s e 的优化工艺为：萃取温度4 0 、流体流量3 0 l h 、萃取压力 2 0 m p a 、原料粒度4 0 目6 0 目、萃取时间3 5 h 。s f e 法萃取e p a 、d h a 的优化 工艺为：萃取温度4 5 、流体流量4 0 l h 、萃取压力3 0 m p a 、夹带剂9 m l 1 0 0 9 、 萃取时间3 5 h ；优化后的u s f e 法萃取e p a 、d h a 工艺参数为：萃取温度3 5 、 流体流量3 0 l h 、萃取压力2 5 m p a 、夹带剂3 m l 1 0 0 9 、萃取时间3 h 。 超声不仅能强化s e 过程，而且对s f e 过程也具有强化作用。超声强化s e 过 程，提取时间短，提取温度低，且溶剂用量少，提取率高，并且可以在较大的粒 径下提取而获得较高的提取率；超声强化s f e 过程，降低了萃取系统的压力、温 度以及夹带剂用量和萃取时间，而且萃取率也明显提高。不同方法提取的c l s o 物理性质不同，但s e 法、u s e 法相差不显著，s f e 法、u s f e 法相差也不明显。 借助于气相色谱质谱联用仪等现代仪器分析表明，s f e 法、u s f e 法提取的c l s o 质量优于s e 法、u s e 法提取的c l s o 质量，其中的油酸、亚油酸、棕榈酸含量高 于s e 法和u s e 法的相应值；超声场的加入没有改变溶剂或超临界流体对脂肪酸 溶质的选择性；u s e 法、s f e 法、u s f e 法提取对c l s o 组分结构以及e p a 、d h a 的结构没有影响。 运用传递理论以及普遍成立的质量守恒原理，建立了u s f e 法萃取植物药有效 成分的数学模型： fk 。d 艘2tor 2 盯2 赤_ 1 - e x p ( 一i _ d ( i 懈了券州一面础吖卅1 慨 该模型的预测结果与实验数据拟合较好，能够反映萃取的实际过程。 超声在溶剂中产生了空化现象。超声强化溶剂提取的机理主要归结于超声的 空化效应。超声的作用使物料破碎，从而增大物料与溶剂的接触面积；使细胞壁 破裂，从而削弱其对细胞内有效成分溶出细胞的阻碍作用；使溶胀指数明显提高， 摘要 促进了细胞溶胀；另外，超声作用促进了溶质的扩散，提高了传质系数，增大了 传质界面积，使传质推动力变大，从而从整体上对溶剂提取过程产生强化效应。 实验检测与详细的理论探讨表明，超声在超临界二氧化碳流体中不产生空化 现象。透射电镜观察显示，超声对超临界二氧化碳流体中植物细胞的细胞壁没有 产生破坏作用。超声强化超临界二氧化碳流体萃取的机理不是源于超声空化，而 是超声的机械波动效应与热效应。由于这些效应，超声可有效地减小内扩散阻力， 加速内扩散，强化物料内部的传质；同时，超声对颗粒外部的流体造成湍动作用， 破坏颗粒表面滞留层，减薄传质边界层，提高传质系数，促进颗粒外部的传质； 另外，超声能的传递可使溶质活化，降低过程的能垒，增大溶质分子的运动，加 速其溶解，从而对s f e 过程产生强化效应。 本论文将新兴的超声技术与超临界流体技术结合起来，协同萃取植物药有效 成分，对其影响因素、超声强化的效果、不同提取方法的比较、萃取过程的数学 模型以及超声强化的机理进行了系统的研究，并优化了不同方法提取e p a 、d h a 、 c l s o 、c l s e 的工艺参数，对丰富超声学理论、促进超声技术、超临界流体技术 的应用以及植物药有效成分的开发生产具有重要的理论意义与实际意义。 关键词：超声；超临界流体萃取；强化；植物药有效成分 h 1 华南理工大学博士学位论文 a bs t r a c t a sar e s u l to fu n a d v a n c e de x t r a c t i o nt e c h n i q u e ，t h ed e v e l o p m e n to f p h a r m a c e u t i c a li n d u s t r y i sh i n d e r e d t h ee m e r g e n c eo ft h en e w t e c hs u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ( s f e ) g r a b so u r a t t e n t i o n h o w e v e r , i tc a nn o ts t i l lb eu s e dw i d e l ya tl a r g es c a l eb e c a u s eo fi t sh i g hp r e s s u r e o p e r a t i o na n dl o w e re x t r a c t i o ne f f i c i e n c ya n do t h e rp r o b l e m s i no r d e rt os o l v e t h e s e p r o b l e m s ，u l t r a s o u n dw a su s e dt oe n h a n c et h es f ep r o c e s so fo f f i c i n a lc o m p o n e n t s ：e p a ， d h a ，c o i xl a c r y m a - j o b is e e do i l ( c l s o ) a n de s t e r ( c l s e ) i nt h i sd i s s e r t a t i o n f i r s t l y , t h e f a c t o r se f f e c t i n gs o l v e n te x t r a c t i o n ( s e ) ，u l t r a s o n i c a l l ya i d e ds o l v e n te x t r a c t i o n ( u s e ) ，s f e ， a n du l t r a s o n i c a l l ye n h a n c e ds f e ( u s f e ) a n dt h ee f f e c t i v e n e s so fu l t r a s o n i ce n h a n c e m e n t ， w e r ei n v e s t i g a t e di nd e t a i l b a s e do nt h e s e ，f o u re x t r a c t i o nm e t h o d sm e n t i o n e da b o v ew e r e c o m p a r e da n dt h e i rt e c h n i c a lp a r a m e t e r sw e r eo p t i m i z e d t h e n ，t h em a t h e m a t i c a lm o d e lo f u s f ea n dm e c h a n i s m so fu l t r a s o u n de n h a n c i n gs e ，s f ew e r es t u d i e d t h ec o n c l u s i o n sw e r e m a d ea sf o l l o w s m a n yf a c t o r se x e r t e di n f l u e n c eo v e ru s eo fe f f e c t i v ec o m p o n e n t sf r o mp l a n t s ，s u c ha s t e m p e r a t u r e ，m a s so fr a wm a t e r i a lt ov o l u m eo fs o l v e n t ( m t v ) ，m o i s t u r ec o n t e n t ，r a w m a t e r i a ls i z ed i s t r i b u t i o n ( m s d ) ，t h ew a yo fu l t r a s o n i ct r e a t m e n t ，u l t r a s o n i cp o w e r , f r e q u e n c y a n de x t r a c t i o nt i m e t h ee x t r a c t i o ny i e l d ( e y ) w a sh e l p f u l l yi m p r o v e dw i t ht h ea d e q u a t e g o i n g u pt e m p e r a t u r e ，t h ei n c r e a s i n ga m o u n to fs o l v e n t ，t h ed e c r e a s i n gs i z eo fr a wm a t e r i a l ， t h ec o n t i n u o u su l t r a s o n i c a t i o n ，t h ep r o p e re n h a n c i n go fu l t r a s o n i cp o w e ra n da d o p t i n go f r i g h t u l t r a s o n i cf r e q u e n c y u n d e ru l t r a s o n i ca c t i o n ，m o i s t u r ec o n t e n th a dn o tr e m a r k a b l ee f f e c to ni t a n dw i t ht h ep r o l o n g a t i o no fe x t r a c t i o nt i m e ，t h ee yd i dn o ti n c r e a s e du n t i lt h ee x t r a c t i o n b a l a n c eo c c u r r e d i tw a sh i g h e rw i t hu s et h a nw i t hs e e f f e c t i v e n e s so fe a c hf a c t o ro nt h e e yo fc l s o ，c l s ee x t r a c t e db ys ew a si nt h ef o l l o w i n go r d e r ：m s d t i m e t e m p e r a t u r e m t v , i t so p t i m a lp a r a m e t e r sw e r e ：m s d4 0m e s h 6 0m e s h ，t i m e l 0 0 m i n s ，t e m p e r a t u r e5 0 c ， m t v1 ：4 5 ；w h i l ef o rc l s oe x t r a c t e db yu s e t h eo r d e rw a s ：m s d t e m p e r a t u r e t i m e u l t r a s o u n dp o w e ra n df r e q u e n c y m t v , a n df o rc l s e ，i tw a sm s d t e m p e r a t u r e u l t r a s o u n dp o w e ra n df f e q u e n c y t i m e m t v , t h e i ro p t i m a lp a r a m e t e r sw e r e ：m s d4 0m e s h 6 0m e s h ，u l t r a s o n i ce x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e4 0 c ，t i m e4 0 m i n s ，u l t r a s o u n df r e q u e n c ya n d p o w e r2 5 k h za n d3 0 0 w , m t v1 ：3 5 f o re p a ，d h ae x t r a c t e db ys e ，t h eo r d e rw a s ： m t v t e m p e r a t u r e t i m e ，t h eo p t i m a lp a r a m e t e r s ：m t v i ：5 5 ，t e m p e r a t u r e6 5 ，t i m e 1 2 0 m i n s ，w h i l eb yu s e ，t h eo r d e rw a s ：m t v t i m e t e m p e r a t u r e ，t h e i ro p t i m a lv a l u e s ： m t v l ：4 5 ，t e m p e r a t u r e 5 59 c ，t i m e6 0 m i n s c o m p a r e dw i t hm e c h a n i cs t i r r i n gm e t h o d ，t h e e x t r a c t i o nr a t ew a sh i g h e rt h a nt h a to fu s e a b s l r a c t b a s e do nt h ea n a l y z i n go ft h es f ee q u i p m e n t , an e wu l t r a s o n i ca p p a r a t u su s e df o r e n h a n c i n gs f ew a sd e s i g n e da n dm a d e w i t has e r i e so fa d j u s t a b l ep o w e r sa n dp r o t e c t i o n i t s e l f , i tc a nr u ns t e a d i l y , s a f e l ya n di se a s yt oc o n t r 0 1 t h ef a c t o r s ，w h i c he f f e c t e du s f e ，w e r ee x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e ，p r e s s u r e ，m s d ，m a t e r i a l l o a d ，s u p e r c r i t i c a lf l u i d ( s c f ) f l o wr a t e ，m o d i f i e ra n du l t r a s o n i cp a r a m e t e r sa n ds oo n e x p e r i m e n t sr e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ee yd e c r e a s e dw i t ht h em s d o rm a t e r i a ll o a d h o w e v e r , i ti n c r e a s e dw i t ht h ea d e q u a t ei n c r e a s i n go fe x t r a c t i o np r e s s u r e ，f l u i df l o wr a t e ，i n o d i f i e r a m o u n to ru l t r a s o n i cp o w e r , a n di t sc h a n g ew i t ht e m p e r a t u r ew a sf r o ml o wt oh i g h ，t h e nt o l o wa g a i n f o rc l s o 。c l s eb ys f e ，t h eo r d e ro fe a c hf a c t o r se f f e c t i v e n e s so nt h e i re y sw a s ： e x t r a c t i o nt i m e p r e s s u r e s c ff l o wr a t e m s d ，f o re p aa n dd h a ，i tw a sp r e s s u r e s c ff l o w r a t e t e m p e r a t u r e t i m e w h i l ef o rc l s ob yu s f e t h eo r d e rw a st e m p e r a t u r e m s d p r e s s u r e t i m e s c ff l o wr a t e ，a n df o rc l s e ，t e m p e r a t u r e m s d t i m e s c ff l o w r a t e p r e s s u r e a sf o re p a a n dd h a b yu s f e ，e x t r a c t i o nt i m ew a st h ep r o m i n e n tt ot h ee y s ，a n d t h ed i f f e r e n c eb e t w e e ni n f l u e n c e so ff a c t o r se l s ew a sn o te v i d e n t as e r i e so fp a r a m e t e r sf o rc l s oa n dc l s ee x t r a c t i o nb ys u p e r e r i t i c a lf l u i d ，o p t i m i z e db y o r t h o g o n a le x p e r i m e n tw e r e ：t e m p e r a t u r e4 5 ( 3 ，s c ff l o wr a t e3 5 l h ，p r e s s u r e2 5 m p a ，m s d 4 0m e s h 6 0m e s ha n dt i m e4 0 h w i l i l eb yu s f e ，t h e yw e r et e m p e r a t u r e4 0 ，s c ff l o w r a t e3 0 l h ，p r e s s u r e2 0 m p a , m s d4 0m e s h 6 0m e s ha n dt i m e3 5 h f o re p a ，d h a e x t r a c t e db ys f e ，t h eo p t i m a lp a r a m e t e r sw e r e ：t e m p e r a t u r e4 5 ，s c ff l o wr a t e4 o i _ h ， p r e s s u r e 3 0 m p a , m o d i f i e r9 m l j l 0 0 9a n de x t r a c t i o nt i m e3 5 h h o w e v e r , b yu s f e ，t h e yw e r e t e m p e r a t u r e3 5 ，s c ff l o wr a t e3 o u | l l ，p r e s s u r e2 5 m p a ，m o d i f i e r3 m l 1 0 0 9a n de x t r a c t i o n t i m e3 o h u l t r a s o u n dc o u l de n h a n c en o to n l ys e ，b u ta l s os f e f o rs e ，t h ee x t r a c t i o nt i m ew a ss h o r t e r , t h et e m p e r a t u r el o w e r , a n ds o l v e n ta m o u n tl e s 8w i t hu l t r a s o u n dt h a nw i t h o u tu l t r a s o u n d ， f u l t h e r m o r e ，ah i g h e re yw a sg o te v e ni fe x t r a c t e da tl a r g e rm s d f o rs f ep r o c e s s ，w i t ht h e e n h a n c e m e n to fu l t r a s o u n d ，e x t r a c t i o np r e s s u r e ，t e m p e r a t u r e ，m o d i f i e ru s a g ea n de x t r a c t i o n t i m ew e r ed e c r e a s e d ，h o w e v e r , t h ee y sw e r eo b v i o u s l yh i g h e r s o m em o d e ma p p a r a t u ss u c h a sg o - m sa n a l y z e rw e r eu s e dt od e t e r m i n et h eq u a l i t yo fc l s o ，e f f e c t i v ec o m p o n e n t s s t r u c t u r e ，c o n t e n ta n dt h ei n d e xe l s e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eq u a l i t yo fc l s oe x t r a c t e d b yd i f f e r e n tm e t h o d sw a sn o tt h es a m e ，b u tt h ed i f f e r e n c eb e t w e e ns ea n du s e o rs f ea n d u s f ew a si n s i g n i f i c a n t a n di tw a sb e t t e rw i t l ls f eo ru s f et h a nt h a tw i t hs eo ru s e u l t r a s o u n dd i dn o tc h a n g et h es o l v e n to rs c f sc h o i c eo ff a t t ya c i d s t h em o l e c u l a rs 廿u c t u r e o fc l s o sc h e m i c a lc o m p o n e n t s ，e p aa n dd h aw e r en o ta f f e c t e db yu s e ，s f eo ru s f e t h em a t h e m a t i c a lm o d e lf o ru s f eo fo f f i c i n a lc o m p o n e n t sf r o mp l a n t sw a sg o ta sf o l l o w s ， b a s e do nt r a n s f e rt h e o r ya n dp r i n c i p l eo fm a s sb a l a n c e v 华南理工大学博士学位论文 e y = 去( 1 一e 砸一了k y a m r 2d ( f ( 茁面q oe 砸一面r 2 胪叫) 1 0 0 时。隶卜。卅了d ( j ( 茁面8 砸一万i ) 加叫) 赳帆 t h e p r e d i c t i o nr e s u l t so ft h i sm o d e lf i tt h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sw e l l ，a n d i tc o u l dp r e s e n tt h e p r a c t i c a le x t r a c t i o np r o c e s s u l t r a s o n i cc a v i t a t i o nt o o kp l a c ei ns o l v e n t s t h em e c h a n i s mo fu l t r a s o n i ce n h a n c i n gs o l v e n t e x t r a c t i o nw a sm a i n l yg o i n gt ot h eu l t r a s o n i cc a v i t a t i o n w i t hu l t r a s o u n d ，r a wm a t e r i a l ，a s w e l la si t sc e l lw a l l ，w a sb r o k e ns ot h a ti t ss u r f a c ea r e ae n l a r g e d ，a n dt h ee f f e c t i v ec o m p o n e n t s w e r ee a s yt od i s s o l v ei ns o l v e n t s t h es w e l l i n gi n d e xo fi t sc e l lw a sa l s oi n c r e a s e d ，a n dt h e s w e hw a si m p r o v e db yu l t r a s o u n d i na d d i t i o n ，u l t r a s o u n da c c e l e r a t e dt h ed i f f u s i o no fs o l u t e ， i n c r e a s e dm a s st r a n s f e rc o e f f i c i e n t , e n l a r g e dl a y e ra r e ao fm a s st r a n s f e r , a n da l s oi n c r e a s e di t s d r i v ef o r c e ，s o ，s ep r o c e s sw a se n h a n c e da c r o s s t h e - b o a r d e x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n dt h e o r e t i c a la n a l y s i s i n d i c a t e dt h a tt h e r ew e r en ou l t r a s o n i c c a v i t a t i o np h e n o m e n ai ns u p e r c r i t i c a lc 0 2 ( s c c 0 2 ) t h ec e l lw a l l so f p l a n ti ns c c 0 2w e r e a l s on o tb r o k e nb yu l t r a s o u n d h e n c e ，t h em e c h a n i s mo fu l t r a s o u n de n h a n c e ds f ew a sn o t t h ec a v i t a t i o ne f f e c t ，b u tw a st h em e c h a n i ce f f e c ta n dt h e r m a le f f e c t o w i n gt ot h e s ee f f e c t s ， u l t r a s o u n dc o u l dd e c r e a s er e s i s t a n c et oi n t e r n a ld i f f u s i o n ，p r o m o t ei n t e r n a li n a s st r a n s f e r a t t h es a m et i m e ，u l t r a s o u n dc a u s e dt h eo n f l o wo fs c fo u t s i d et h er a wm a t e r i a l ，a n db r o k et h e s t a g n a n tl a y e ro fi t ss u r f a c e ，t h i n n e dl a y e ro fm a s st r a n s f e r , i n c r e a s e dm a s st r a n s f e rc o e f f i c i e n t ， i m p r o v e do u t s i d em a s st r a n s f e r m o r e o v e r u l t r a s o u n dt r a n s f e r r e di t se n e r g yt os o l u t es ot h a ti t e n h a n c e dt h em o v e m e n to fs o l u t em o l e c u l ea n ds p e w e du pi t sd i s s o l u t i o n t h u s ，u l t r a s o u n d c o u l de n h a n c es f e i nt h ed i s s e r t a t i o n u l t r a s o n i ct e c h n i q u ea n ds u p e r c r i t i c a ln u i dt e c h n i q u ew e r ec o m b i n e dt o e x t r a c to f f i c i n a lc o m p o n e n t sf r o mp l a n t s ，t h ef a c t o r so fe f f e c t i n ge x t r a c t i o n ，e n h a n c i n ge f f e c t s o fu l t r a s o u n d ，c o m p a r i s o no fd i f f e r e n te x t r a c t i o nm e t h o d s ，m a t h e m a t i c a lm o d e lo fe x t r a c t i o n p r o c e s sa n dm e c h a n i s m so fu l t r a s o u n de n h a n c i n ge x t r a c t i o nw e r es t u d i e di nd e t a i l ，a n dt h e t e c h n i c a lp a r a m e t e r so fe x t r a c t i n ge p a ，d h a ，c l s o ，c l s ew e r eo p t i m i z e df o rd i f f e r e n t e x t r a c t i o nm e t h o d s i th a si m p o a z n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ei ne n r i c h i n gt h e t h e o r yo fu l t r a s o n i c ，p r o m o t i n gt h ea p p l i c a t i o no fu l t r a s o n i ca n ds u p e r c d t i c a lf l u i dt e c h n i q u e ， a n dd e v e l o p i n go f f i c i n a lc o m p o n e n t sf r o mp l a n t s k e y w o r d s ：u l t r a s o n i c ；s u p e r c d t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ；e n h a n c e ；o f f i c i n a lc o m p o n e n t so f p l a n t s v i 符号和物理量名称 符号和物理量名称 萃取器微元高度 超临界流体的临界温度 超临界流体的临界压力 气体常数 绝对温度 阿弗加德罗常数 介质的粘度 颗粒表面有效成分浓度 分配系数 萃取器内半径 超临界流体的体积流量 z 方向有效成分扩散速率 超临界流体的体积分率 床层的比表面积 有效成分的扩散系数 分离条件下的饱和浓度 有效成分的萃取速率 固相中溶质的扩散系数 固相中溶质的初始浓度 有效成分总质量 有效成分百分含量 原料初始质量 有效成分浓度 超声作用下的溶胀指数 无超声作用的溶胀指数 溶质的饱和浓度 雷诺系数 超临界流体侧传质系数 体积传质系数 超声波所作的功 最大质点振动速度 最大质点振动位移 时间 分子间的作用力 最大质点加速度 分子间距离 流体分子的稳定距离 对应工的分子内压力 声压幅值 超临界流体环境压力 泡核稳定半径 流体的密度 泡核的表面张力 泡核的自然共振频率 液体的比热比 泡内压力 泡内气体压力 泡内蒸汽压 泡外压力 泡核的初始半径 声压幅值 超声波的声强 临界压力 临界空化泡半径 阈值压力 泡核强度 o，z m只只民p盯七足匕只置只，岛如匕只 位r n r r 叩s 世 r f虬 4口珥批c趴瓯见0 华南理工大学博士学位论文 c l s 0 c l s e e p a d h a s c f y e y s c c 0 2 s e u s e s f e u s f e 其它符号说明 薏苡仁油 薏苡仁酯 二十碳五烯酸 二十二碳六烯酸 超临界流体 溶胀指数提高百分率 有效成分提取率 超临界二氧化碳 溶剂提取 超声强化溶剂提取 超临界流体萃取 超声强化超临界流体萃取 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 钥缉 日期：二司年占月6 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密l “在三年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名： 导师签名： 钥孵 日期：卅年占月占日 日期：砌z 年多月多日 第一章绪论 第一章绪论 我国是世界上植物药资源丰富的国家，有运用中药防病、治病的悠久历史。 中药在治疗常见病、疑难病方面显示出独特的功效，与化学药品相比，具有毒副 作用小，治疗费用低等优点。再加上世界绿色运动和“人类回归自然”热潮的兴 起，使天然植物药在国际上重新得到重视。目前，世界植物药市场年销售额高达 1 2 0 多亿美元。西方市场每年又以1 0 的速度递增，这就给以植物为主的中药走 向国际市场带来了良好机遇，开辟了广阔的前景。 尽管我国有丰富的中药资源，但由于基础研究、生产工艺、产品质量等方面 与世界先进的药业集团相比存在较大差距，中药总出口额仅占世界药销售量的1 左右。而我国的周边国家，如日本、韩国凭借雄厚的技术，先进的管理及经济 实力与我国争夺国际市场。要振兴和发展中药，最重要的途径是依靠科技进步， 推动和促进中药传统工业的现代化和高新技术化，提高制药装备和整体水平，从 而提高生产技术水平和工艺质量，使中药制药与国际药业接轨。 从植物中提取药用有效成分是中药制药工业重要的工艺过程，传统的提药、 制药过程主要是以水或有机溶剂为溶媒，在较高温度下长时间提取，这种方法存 在许多固有缺陷，如有效成分的损失、变化及有机溶剂残留。因此，借助现代高 新技术，改革传统的制药工艺，使之符合现代医药的严格要求己成为当务之急。 在近年来发展起来的各种新技术中，尤以超临界流体萃取( s f e ) 技术最为引人注目， 该技术在很大程度上避免了传统提药、制药过程的缺陷，而且是与“环境友好” 的绿色提取技术，为我国的中药现代化提供了一条全新的途径。 但是，该技术本身也存在一些需要解决的问题，如高压操作，对设备的要求 高；萃取效率有待进一步提高等。本课题针对其存在的问题，以海洋中的低等植 物一海藻中的二十碳五烯酸(