维生素e的提取

1天然维生素E的提取【摘要】：VE特别是天然VE是一种发展前景广阔的精细化工产品，我国具有发展天然VE的丰富原料资源。天然维生素E的提取技术很多，如：化学溶剂萃取法、尿素沉淀法、减压蒸馏法、多级精馏法、分子蒸馏法、超临界CO2萃取法等。但无论何种方法，要生产出品质优良的天然维生素E产品，则采用分子蒸馏法。【作者单位】：常州工程学院【关键词】：分子蒸馏维生素E一、天然维生素E生产现状目前世界天然VE生产商主要有美国的ADM公司、Henkel公司和日本的Eisai公司。合成VE的主要生产公司有瑞士罗氏公司、德国的BASF公司和日本的Eisai公司。为了满足市场日益增长的需求，VE生产商们纷纷扩建或新建VE装置（以天然VE为主）。如美国ADM公司将已有的0.18万t／a能力，扩至0.24万t／a；瑞士罗氏公司与嘉吉公司合资在美国伊利诺斯州建设0.12万t／a的天然VE装置，并计划2002年扩至0.24万t／a；另外，美国Henkel公司、日本Eisai公司均新建了天然VE装置。自20世纪90年代以来我国VE生产发展较快，但以合成VE为主，2000年合成VE的产量超过0.7万t，出口量高达0.6万t左右。天然VE是近几年才开始发展起来的。据不完全统计，截至2000年底，我国天然VE的总生产能力约600t，主要生产厂家有浙江新昌制药厂200t／a、安徽科苑公司100t／a。浙江海正制药厂100t／a、江苏泰兴新光生物制药（50t／a）、宁波格林公司（100t／a），北京天维康高科技有限公司正在建设200t／a的天然VE装置。还有安徽、河南、江苏等地也计划新建天然VE装置。二、天然维生素E、市场分析VE是目前全球发展速度最。决的维生素产品之一。全球VE产量1988年仅为0.5万t；1997年约为2.7万t（其中天然VE产量约0.35万t）；2000年约为2.7万t（其中天然VE产量为0.53万t左右）。1997－2000年，全球VE产量的年均增长率约为10%，其中天然VE增长率为12%左右。2000年美国VE的消费量为0.6万t左右，其中天然VE约0.12万t，主要消费行业为食品和医药保健品。美国斯坦福大学经济研究所的调查表明，美国未来5年对VE的需求增长率约为7%，其中天然VE增长率为10%左右。西欧2000年消费VE1万t左右，其中天然VE约0.2万t。据权威机构预测，未来5年西欧对VE的需求增长率将为9%，其中天然VE增长率为11%。日本2000年VE消费量约为0.18万t，其中天然VE500t。国内有关部门专家预计未来5年全球VE的年均增长率约为9%，其中天然VE高达12%。2000年我国VE的消费量约为0.2万t，其中天然VE为200t。尽管近年来我国VE发展速度较快，但我国VE人均消耗量，特别是天然VE消费量远远低于世界平均水平，潜在市场巨大。今后我国不仅饲料行业对VE的需求量将快速增加，医药、食品和化妆品对VE，2尤其是天然VE的需求量也将稳步增长。预计2005年我国VE需求量将达到0.56万t，其中天然VE约800t。另外，我国VE出口前景较好，因此发展VE生产前景光明。三、天然维生素E发展建设综上所述，VE特别是天然VE是一种发展前景广阔的精细化工产品，我国具有发展天然VE的丰富原料资源。我国是世界上油料生产大国，目前大豆、花生、菜籽等油料作物的年产量分别为1800万t、1100万t、1000万t。每年食用油的总产量约900万t－1000万t。随着人民生活水平的不断提高，色拉油消费量不断增加，目前广东、北京、上海、江苏、山东、河南等省市已建有近30家大型色拉油加工厂，每年副产大量的脱臭馏分，为天然VE的生产提供了丰富的原料。植物油精炼脱臭馏分中含有质量分数1%－10%的VE。脱臭馏分一般占植物油处理量的0.5%。以目前国内技术可达到的天然VE提取率6op和脱臭馏分中含天然VE5%计算，可生产0.15万t以上的天然VE。目前国内天然VE提取分离技术日臻成熟，国内外市场前景广阔。因此，有关单位利用丰富的原料资源，采用高新技术提取天然VE，必将获取良好的经济效益。}四、天然维生素E的提取方法1化学溶剂萃取法：剂萃取工艺设备比较简单，但回收率和产品含量均很低，工业化实施意义不大，溶剂会残留在产品。2分子蒸馏法：1、最大程度地保护好产品的天然品质。2、产品必须保证没有化学污染。生产工艺必须具备工业经济价值。3超临界CO2萃取法：从工业角度看不经济，太昂贵4多级精馏：极高的操作温度会使VE产品受损及产生新的杂质五、确定方案天然维生素E广泛存在于植物的绿色部分及禾本科种子胚芽里，尤其是在植物油中的3含量丰富，一般在0.05—0.5%。由于这样的含量不具备用来提取天然维生素E产品的经济价值，故天然维生素Ｅ产品不能用植物油作原料来直接提取。但在植物油脂脱胶、脱酸、脱色、脱臭等精炼过程中，天然维生素Ｅ在脱臭馏出物中得到浓缩，一般含有质量分数的1%--15%，因此，油脂脱臭馏分是提取天然维生素Ｅ的理想资源。我国植物油资源丰富，从精炼副产品中提取天然维生素Ｅ，既是天然资源的综合利用，又是获取天然维生素Ｅ的最佳方法，为我国天然维生素Ｅ的提取、维生素Ｅ制品及下游产品的研制及应用提供了良好条件。文献报导的天然维生素E的提取技术很多，如：化学溶剂萃取法、尿素沉淀法、减压蒸馏法、多级精馏法、分子蒸馏法、超临界CO2萃取法等。但无论何种方法，要生产出品质优良的天然维生素E产品，最关键的问题就是提取与分离工艺是否先进，是否能够满足以下几个条件：1、最大程度地保护好产品的天然品质。2、产品必须保证没有化学污染。3、生产工艺必须具备工业经济价值。要满足上述要求，单纯的溶剂萃取法不行，因为溶剂会残留在产品中，传统的减压与精馏法也不行，因为极高的操作温度会使VE产品受损及产生新的杂质。直接用超临界萃取法从工业角度看也不经济。因此，既能符合产品的安全要求，又具备工业价值，优选的方法就是分子蒸馏法。下面就以北京化工大学新特公司所开发的“酯化法与分子蒸馏相结合”的VE生产方法为例，介绍天然维生素E的提取技术。分子蒸馏法从大豆油脱臭馏出物中提取天然维生素E豆油脱臭馏出物→脱除游离脂肪酸→甲酯化→中和→分离甾醇→脱除脂肪酸甲酯（生物柴油）→浓缩的天然VE实施流程脱臭馏出物中提取VE脱臭馏出物中一般含有3—10%的VE、6—10%的植物甾醇、40%左右的游离脂肪酸、20%左右的中性油，其它还有烃类、臭味物质及色素。对于这种原料，生产工艺可简单表示为：甲酯（VE含量＜0.2%）脱臭馏出物甲醇酯化冷析分子蒸馏色素VE（＞70%）植物甾醇粗品精制甾醇精品（＞98%）（50%左右）VE精品（＞90%）甲醇酯化的目的是将原料中的脂肪酸及中性油转变为脂肪酸甲酯，酯化后的混合液经物理方法处理分离出甾醇及过量的甲醇，然后进入分子蒸馏工序。由于脂肪酸甲酯与天然维生素E的分子运动自由程的差别，分子蒸馏能有效地脱出混4合液中的脂肪酸甲酯，并能实现天然VE产品与中性油及色素等更大分子的分离，从而得到了保持了纯天然特点的VE产品。这样的产品是非常安全有效的。六、产品说明书生素E片药品使用说明书产品名称维生素E片产品分类药品/化学药品/维生素类药物用途分类维生素及营养类/复合维生素主要成份维生素E剂型片剂用途用于心、脑血管疾病及习惯性流产、不孕症的辅助治疗。用法用量口服。成人一次10-100毫克，一日2-3次。产品说明【作用类别】本品为维生素类非处方药药品。【规格】5毫克、10毫克【不良反应】长期过量服用可引起恶心、呕吐、眩晕、头痛、视力模糊、皮肤皲裂、唇炎、口角炎、腹泻、乳腺肿大、乏力。【注意事项】1.由于维生素K缺乏而引起低凝血酶原血症患者慎用。2.缺铁性贫血患者慎用。3.如服用过量或出现严重不良反应，应立即就医。4.对本品过敏者禁用，过敏体质者慎用。5.本品性状发生改变时禁止使用。6.请将本品放在儿童不能接触的地方。7.如正在使用其他药品，使用本品前请咨询医师或药师。【药物相互作用】1.本品可促进维生素A的吸收、利用与贮存。2.降低或影响脂肪吸收的药物，如考来烯胺、新霉素以及硫糖铝等，可干扰本品的吸收，不宜同服。3.口服避孕药可以加速维生素E代谢，导致维生素E缺乏。4.雌激素与本品并用时，如用量大、疗程长，可诱发血栓性静脉炎。5.本品应避免与双香豆素及其衍生物同用。以防止低凝血酶原血症发生。6.如与其他药物同时使用可能会发生药物相互作用，详情请咨询医师或药师。【药理作用】本品参与体内一些代谢反应，能对抗自由基的过氧化作用，而延缓衰老、保护皮肤，还能增强卵巢功能，防止习惯性流产。5七、简述分子蒸馏技术一、分子蒸馏技术简介分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的分离技术，能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题。分子蒸馏是一种特殊的液－液分离技术，能在极高真空下操作，它依据分子运动平均自由程的差别，能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离，特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点，因而能大大降低高沸点物料的分离成本，极好地保护了热敏性物质的特点品质，该项技术用于纯天然保健品的提取，可摆脱化学处理方法的束缚，真正保持了纯天然的特性，使保健产品的质量迈上一个新台阶。二、分子蒸馏技术的基本原理（一）分子运动平均自由程：任一分子在运动过程中都在不断变化自由程。在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。设Vm＝某一分子的平均速度f＝碰撞频率λm＝平均自由程则λm＝Vm／f∴f＝Vm／λmπd²P由热力学原理可知，f＝(2)½Vm·────KT其中：d－分子有效直径P－分子所处空间的压强T－分子所处环境的温度K－波尔兹曼常数KT则：λm＝────·────(2)½πd²P（二）分子运动平均自由程的分布规律：分子运动自由程的分布规律为正态分布，其概率公式为：F=1-e-λ／λm其中：F－自由程度≤λm的概率λm－分子运动的平均自由程λ－分子运动自由程由公式可以得出，对于一群相同状态下的运动分子，其自由程等于或大于平均自由程λm的概率为：1-F=e-λ／λm=e-1=36.8%（三）分子蒸馏的基本原理：由分子平均自由程的公式可以看出，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，其平均自由程也不同，换句话说，不同种类的分子溢出液面后不与其它分子碰撞的飞行距离是不同的。分子蒸馏技术正是利用不同种类分子溢出液面后平均自由程不同的性质实现的。轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，而重分子因达不到冷凝面6而返回原来液面，这样混合物就分离了。（三）分子蒸馏技术中的相关模型：对于许多物料而言，至今还没有可供实际应用的数学模型来准确地描述分子蒸馏中的变量参数，实际的应用仍靠经验的总结。但由经验从各种规格蒸发器中获得的蒸发条件，可以安全地推广到生产装置的设计中。相关的模型有：１、膜形成对于降膜、无机械运动的垂直壁上的膜厚，Nasselt公式为：σm＝（3v2Re/g）1/3其中：σm－名义膜厚［米］v－物料动力粘度［米2·秒-1］g－重力加速度［米·秒-2］Re－雷诺数，无因次Re400时，该方程成立。这里：Re＝υ／vυ－表面载荷［米3·秒-1·米-1］对于机械式刮膜来看，上述公式并不适用，一般由实验确定，其膜厚大致为0.05-0.5mm之间。但从上述公式可以看出机械式刮膜中膜厚的影响参数主要有表面载荷、物料粘度和刮片元件作用于膜上的力。２、热分解Hickman和Embree对分解几率给出以下公式：Z=p·t式中：Z－分解几率p－工作压力（与工作温度T成正比）t－停留时间［秒］其中停留时间取决于加热面长度、物料粘度、表面载荷和物料的流量，通过分解几率可以看出物料的热损伤。下表为相同物料在不同蒸馏过程中的热损伤比较一览表。从中可以看到物料在分子蒸馏中的分解几率和停留时间比其他类型的蒸馏器低了几个数量级。因此，用分子蒸馏可以保证物料少受破坏