植物提取的工艺及设备

## 植物提取
随着经济的快速发展，国人对天然健康的追求更为强烈，绿色、天然、无污染的产品占领市场份额不断扩大，植物提取行业虽然在国内还属于新兴行业，但最近几年已驶入快车道，保持强劲的增长趋势。从应用领域看，植物提取物已广泛应用于食品、饮料、保健品、化妆品、医药等领域，行业迎来黄金发展期。
以往我国的植物提取物以出口为主，中国也是全球植物提取物第一大技术来源国，中国的植物提取物专利数量占全球植物提取物专利总申请量的接近60%，韩国、美国、日本分别是二至四名，但是与专利量第一的中国专利申请量相差巨大。近几年国内市场的崛起，产业扶持政策的不断出台，强大的内需成为了拉动植物提取物行业增长的新动力，预计到2022年，我国植物提取物行业的市场规模可能超过341亿元人民币。
## 植物提取的主要方法
### 01溶剂提取法
用溶剂从固体原料中提取有效成分，所用的溶剂必须具备与所提取的溶质互溶的特性。将植物材料粉碎后，放入适合的容器内，加入数倍量溶剂，可采用浸渍、渗漉、煎煮、回流和连续提取法进行提取。在溶剂提取法的提取工艺过程中，溶剂的浓度、料液比、提取温度、提取时间会直接影响有效成分的提取率。
### 02超声波辅助提取
利用超声波产生的强烈振动和空化效应加速植物细胞内物质的释放、扩散并溶解进入溶剂中，同时可以保持被提取物质的结构和生物活性不发生变化。对多数成分来说，超声波提取方法较常规的溶剂提取能大幅地缩短提取时问，消耗溶剂少，浸出率高，因此具有较高的提取效率。在超声波法提取工艺过程中，溶剂的选择和浓度、料液比、提取温度、提取的时间会直接影响提取率。与常用的有机溶剂提取法相比，超声波萃取法不仅萃取率高、速度快、效率高，而且是室温提取，无需加热，节约能源。
### 03微波辅助提取
微波辅助提取就是利用微波加热的特性对物料中目标成分进行选择性提取的方法，通过调节微波的参数，可有效加热目标成分，以利于目标成分的提取与分离。微波辅助提取法提取的速度却要比传统的方法快得多，在减少提取时间的同时避免有价值的植物提取物被破坏和降解，但微波辅助提取法是选择性内加热且要求被处理的物料具有良好的吸水性，换言之待分离的产物所处的位置容易吸水，否则细胞难以吸收足够的微波将自身击破，产物也就难以迅速释放出来。对于液体提取体系，要求溶剂物质具有极性，非极性溶剂对微波的作用不敏感。
### 04酶提取法
天然植物的细胞壁由纤维素构成，其中植物的有效成分往往被包裹在细胞壁内。酶提取法就是利用纤维素酶果胶酶蛋白酶等（主要是纤维素酶），破坏植物的细胞壁，以促使植物有效成分最大限度溶解分离出的一种方法。在酶提取法的提取工艺中，酶的选择、酶浓度、pH值、酶解温度、酶解时间都会影响植物提取物的提取率。

## 植物提取的主要设备
01提取机组
多功能提取罐的广泛使用到目前至少有30多年的历史，可实现多品种的快速切换，在实际使用中相同产量一般采用多台设备并行运转，发生故障时仅降低小部分产量，清洗、维修非常简单，优势明显。

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02固液分离设备
固液分离主要采用过滤和离心两种方式，过滤是利用过滤介质的网孔结构而实现固液分离，而离心是以不同密度的物质在离心力作用下分离，设备主要有压滤机、高速离心机和平板离心机。在一般情况下，溶液体系在短时间内自然沉淀的推荐使用过滤型设备，而颗粒小沉淀分离慢的推荐使用离心型设备。

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03层析设备
层析设备主要是以层析柱系统为主，利用树脂的多孔性形成巨大的比表面积以提供足够的吸附表面，利用树脂材料分子与目标分子氢键吸附或离子交换而特征性的吸附或交换目标分子，从而对溶液中的多种物质进行选择性分离，随后使用极性接近的溶剂冲洗，将吸附或交换的目标分子、离子溶解在溶剂中随之流出，收集得到含目标物质的溶液。

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04干燥设备
干燥设备主要是以真空干燥、微波干燥和喷雾干燥为主，每种类型的设备均有不同特点。真空干燥设备简单，能耗较低，微波干燥设备干燥速度快、受热均匀，喷雾干燥系统速度快，产品溶解性好，可连续操作。从实用性角度出发，具有一定产能的情况下建议使用喷雾干燥系统。

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