二氧化碳超临界设备(二氧化碳超临界设备是什么)
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超临界二氧化碳萃取设备夹带剂吸不进去
1、钢瓶压力低,没气了,更换新瓶。
2、钢瓶温度低,液化二氧化碳超临界设备的气体不能充分二氧化碳超临界设备的逸出,钢瓶安装加热套,注意二氧化碳超临界设备:温度不能超过31,压力不可大于7.53,
3、设备管路堵塞,分析堵在什么地方,
4、物料有水分,co2冷却盘管有水分结冰,将盘管气体放出加入无水乙醇,关机静等1小时,co2将乙醇吹出,恢复正常操作润洗一次。
5、堵在其它管路,大清洗,萃取缸加入无水乙醇,换清洗缸,开机自循环一小时。
6、泵坏了,若漏气,调节泵头
超临界萃取设备二氧化碳可以用多久
1天。超临界萃取的设备在使用二氧化碳的时候,是可以用1天的要进行实验。超临界状态是一种特殊的流体。在临界点附近,它有很大的可压缩性,适当增加压力,可使它的密度接近一般液体的密度,因而有很好的溶解其他物质的。
二氧化碳超临界萃取技术
摘 要
二氧化碳是一种很常见的气体,但是过多的二氧化碳会造成“温室效应”,因此充分利用二氧化碳具有重要意义。传统的二氧化碳利用技术主要用于生产干冰(灭火用)或作为食品添加剂等。现国内外正在致力于发展一种新型二氧化碳利用技术──CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品,可提取过去用化学方法无法提取的物质,且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。
正 文
二氧化碳在温度高于临界温度(Tc)31℃、压力高于临界压力(Pc)3MPa的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力,用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,具有广泛应用。
传统提取有效成份的方法如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,但工艺复杂、纯度不高,而且易残留有害物质。而二氧化碳超临界萃取廉价、无毒、安全、高效,可以生产极高附加值的产品。用超临界CO2萃取法可以从许多种植物中提取其有效成分,而这些成分过去用化学方法是提取不出来的。除了用在化工、化工等工业外,还可用在烟草、香料、食品等方面。如食品中,可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因,可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的、阿托品、人参素及银杏叶、紫杉中的`有价值成分。以下举例简单介绍一下该技术的应用。
(一)用于提取辣椒中的红色素
用超临界方法萃取的红色素没有一丝辣味,副产品主要是辣味素,只要加入90%的熟植物油即可制成辣椒油。一年能收回投资。1991年以来,在日本每年需要辣椒红色素30吨,每公斤价3万日元,年销售额9亿日元。我国化学方法生产的辣椒红色素每年60吨,但色价太低又有辣味,出口困难。我国色素应用也呈直线上升趋势,因此生产色素有极光明的前景。除辣椒色素外,设备还可以生产姜黄、玉米黄、红花色素等。
(二)用于提取茶叶中的茶多酚
安徽、云南、四川、湖北等省盛产茶叶,可以将质次的碎茶叶未或次茶生产茶多酚及咖啡因。茶多酚是极优良的抗氧剂,广泛用于食品和化妆品等方面,已发现茶多酚有抗龋杀菌作用,在医学方面茶多酚可以有降胆固醇、降血压、降血脂、延缓衰老作用,因此是一种优良的天然食品添加剂。用化学方法提取的茶多酚比不上用CO2超临界萃取法生产的茶多酚纯净,因此在大量种植茶叶的地区上此项目,一定有较大的经济效益。此外咖啡因也是常用的药品,这将使过去认为无用的次品,转变成高附加值的产品。100吨茶叶末可以提取5吨茶多酚,产值近千万元。
(三)用于提取银杏黄酮、内酯
用超临界萃取设备杏从银可粗提物中精提银杏黄酮、内酯。银杏叶粗提物成本年需1860万元,超临界萃取设备工艺投资300万元,产值就可达到2900万元。一年内可收回投资并有600万元收益,第二年可获毛利900万元。
(三)用于提取桂花精和米糖油
如用超临界萃取技术提取桂花精油,每千克油在国际市场上售价可达3000美元。一瓶25mL装的香水只需桂花精油5~6滴,可卖几十法朗,经济效益十分可观。
由超临界流体浸制的米糠油是一种相当纯的天然高品质油。米糠油中所含的甾醇(高达0。75%)可化学合成甾醇激素,其产品包括:雄性荷尔蒙、雌性荷尔蒙、避孕药、利尿剂、抗癌剂。这些产品在医药工业中占有重要的地位和极高的经济价值。甾族药物的生产,在世界范围内是一个40亿美元的产业,而米糠油是合成甾醇药的最佳原料。
国外在生产香精和啤酒花方面已采用了CO2超临界萃取技术。我国有丰富的自然资源,超临界萃取技术有极大的推广价值。有些交通不发达的山区,特产资源十分丰富,尤其盛产中草药材。处理这些药材,要用相当大的装置,且运输不便,如能在这些山区建立CO2超临界萃取设备,可用以提取中药中最为有用的精华部分,这不仅减少了大量的运输成本,而且极大地增加了中药的附加值,可开发生产出更多的医药新产品。
目前,国内外采用CO2超临界萃取技术可利用的资源有:紫杉、黄芪、人参叶、、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等。北京、山东、湖南、广西、浙江、江苏等地的一些科研所、院校和医药、食品企业都在积极进行超临界萃取技术的研究应用,并取得了一批可喜的成果。中科院广州化学研究所与南方面粉集团联合设计、制造、安装的200L大型超临界和工业试验装置,作为“八五”国家科技投资项目,已于1996年1月24日通过国家科委组织验收,正式投入运行。
超临界CO2流体萃取技术
随着中国城镇化和工业化的加快二氧化碳超临界设备,超临界CO2流体萃取技术就成了不可缺少的一种技术了。这是我为大家整理的二氧化碳超临界设备,仅供参考!
超临界CO2流体萃取技术篇一
超临界CO2流体萃取软体家具中的新型溴系阻燃剂
摘要:本文以软体家具中的溴系阻燃剂为研究目标,建立了超临界CO2流体萃取/气相色谱-质谱联用法测定2,2’, 4,4’,5,5’-六溴联苯(BB-153)和1,2-二溴-4-(1,2-二溴乙基)环己烷(TBECH)的检测方法。建立的方法灵敏、可靠、环保,可用于软体家具用软质阻燃聚氨酯泡沫中溴系阻燃剂的检测。
关键词:新型溴系阻燃剂,超临界CO2流体萃取,气相色谱-质谱联用法
随着中国城镇化和工业化的加快,建筑材料的需求增长迅速。由于溴系阻燃剂具有非常出色的阻燃性能,在电子产品、纺织品、塑料等产品中大量使用。据统计,2005年-2010年,中国每年溴系阻燃剂的产量为7.0×107kg-8.7×107kg,未来还将以7%-8%的速度增长[1]。研究表明某些溴系阻燃剂对人体神经系统、内分泌系统和生殖系统产生较大的危害。斯德哥尔摩已把六溴联苯、八溴联苯醚、十溴联苯醚列入持久性有机污染物禁用名单[2]。
软体家具包括沙发、床垫、汽车内饰材料,主要成为聚氨酯。2010年11月上海静安区一正在进行外墙节能改造的教师公寓发生大火,造成了58人死亡。2013年12月广州建业大厦发生火灾,损失4000万。这其中聚氨酯材料的燃烧占据了大部分原因。由于聚氨酯具有较大的火灾危险性,众多厂家都把提高其阻燃性能列为重要目标。国外对溴系阻燃剂的添加有严格的限制,而国内标准制定滞后,目前还没有对软质聚氨酯使用何种阻燃剂提出具体的要求,这就加大了溴系阻燃剂滥用可能性,软体家具中随着使用过程溴系阻燃剂有可能接触到人体,造成潜在伤害 。 因此建立软质聚氨酯材料中的溴系阻燃剂检测方法非常有必要。
1 实验部分
1.1原料与试剂
聚醚多元醇(PPG-5623,羟值28.0 KOHmg/g,官能度为3,中海壳牌),白聚醚(POP CHF-628,羟值28.0KOHmg/g,官能度为3,江苏长化聚氨酯科技有限公司),甲苯二异氰酸酯(TDI 80/20,官能度为2,上海巴斯夫),二月桂酸二丁基锡(PUCAT L-33,佛山市普汇新型材料有限公司),辛酸亚锡(YOKE T-9,江苏雅克科技股份有限公司),硅油 L-540/STL DR, 2,2’, 4,4’,5,5’-六溴联苯(BB-153)和1,2-二溴-4-(1,2-二溴乙基)环己烷(TBECH)(百灵威科技有限公司),去离子水(自制)、甲醇(≥95% AR)、乙醇(≥95%,AR)、丙醇(≥95%,AR)购自广州化学试剂厂。
1.2仪器
气相色谱质谱联用仪(7890A 5975C,美国Agilent公司),超临界CO2萃取装置(美晨高新分离技术公司研制),旋转蒸发仪(RE-52AA 上海亚荣生化仪器厂)。
1.3 阻燃FPUF的制备
将PPG、POP和适量去离子水加入1000ml塑料烧杯中,然后依次加入适量二月桂酸二丁基锡、硅油、辛酸亚锡和阻燃剂,用机械搅拌器高速搅拌2h,使其混合均匀,料温25℃,最后加入TDI 80/20,高速搅拌均匀4~5s立即倒入模具中自然发泡[3],模温25℃,固化24h。泡沫密度控制在50±2kg/m3。
1.4 样品前处理
1.4.1 超临界萃取:将样品用剪刀剪碎,准确称取1.0g,用轻薄无纺布包好,放入萃取池中。采用不同的温度、压力夹带剂进行萃取条件优化,收集萃取溶液。定容至100mL,取1mL至样品瓶后进行GC-MS分析。外标法计算加标回收率。
1.5 色谱及质谱条件
色谱条件:HP-5 Trace Analysis 5% Phenyl柱(30 m x 250 μm x 0.25 μm),程序升温:初始温度100℃保持1min,然后30℃/min到300℃用于2min,运行时间10min。进样口温度280℃;载气为高纯He,流量3Ml/min;不分流进样,进样量1μL。
质谱条件:电子轰击电离(EI)源,电离能量70eV,离子源温度230℃,最大值270℃;四极杆温度150℃,最大值200℃。
2结果与讨论
2.1样品前处理条件的优化
2.1.1 萃取温度的选择
通常情况下,较高的萃取温度对较大分子量或极性较强的化合物提取效果较好。溴系阻燃剂的分子量较大,TBECH为弱极性分子。在20℃~60℃之间,随着温度升高,两种化合物的萃取效率逐渐升高,60℃条件下的萃取效率明显由于其二氧化碳超临界设备他温度条件下的提取效率。因此选择在60℃条件下进行超临界萃取。
2.1.2 萃取压力
本文在萃取温度60℃,CO2质量流速为8g/min,夹带剂为甲醇(流速为3mL/min)、萃取时间为60min的条件下,改变压力对提取物进行分析。如图2所示化合物的萃取效率随着萃取压力的加大而提高。但萃取压力超过30MPa时,萃取效率接近稳定状态,且更多高沸点化合物会带出来,因此本文选择最佳萃取压力为30MPa。
2.1.3 萃取夹带剂种类及含量
实验发现,未加入任何夹带剂的条件下,即使在在上述萃取最佳温度60℃、最佳压力30MPa的条件下,BB-153和TBECH的萃取效率也仅仅达到32.8%和32.5%。由于TBECH和BB-153均是弱极性的化合物,分别以甲醇、甲苯和正丙醇为夹带剂进行提取发现,提取效率:甲醇≈甲苯乙醇。
最终优化条件为萃取温度60℃、压力30Mpa,CO2质量流速为8g/min,夹带剂为甲醇(流速为3mL/min),萃取时间为60min。
2.2 定性与定量
将标准样品按照GC-MS条件进样,得到BB-153、TBECH的全扫描质谱图,BB-153和TBECH的保留时间分别为7.657min和5.141min。BB-153的定量特征离子峰为 m/z 627.5,TBECH的定量特征离子峰为m/z 267.0和187.0。
2.3 线性范围、检出限及回收率
甲苯作溶剂,两种化合物均配置成0.1、0.5、2、5、10、20、50μg/mL的标准溶液。准确吸取1mL标准溶液至样品瓶中,在色谱条件下绘制标准工作曲线,其线性相关系数为0.9995~0.9999,以信噪比S/N=20时对应的物质浓度为检测限,结果见表1。
2.4 实际样品的测定
应用本方法对市场上购买的阻燃软质聚氨酯泡沫(阻燃海绵)进行溴系阻燃剂含量检测,未检出两种化合物。
3结论
本文以软体家具用软质阻燃聚氨酯泡沫为研究对象,对其中可能添加的新型溴系阻燃剂通过气质联用法进行检测。通过优化超临界CO2提取的参数条件,建立了超临界CO2流体萃取/气相色谱-质谱联用法测定软体家具中的BB-153和TBECH的检测方法。该方法前处理操作简单、环保,适用于软体家具中溴系阻燃剂的检测。
参考文献:
[1] Jiang Y Q. Current situation and development of bromine retardant worldwide. [J].Chemical Techno-Economics 2006 24(9):14,19.
[2]
http://chm.pops.int/Implementation/NewPOPs/The9newPOPs/tabid/672.
[3] 刘益军. 聚氨酯树脂及其应用. [M]. 北京:化学工业出版社, 2012:122-138.
本项目为广东省质量技术监督局青年培育项目,项目编号:2013PZ03.
超临界CO2流体萃取技术篇二
超临界CO2流体萃取岩白菜中岩白菜素的研究
摘要:目的:研究超临界CO2流体萃取岩白菜中岩白菜素的最佳工艺。方法:用紫外-可见分光光度计法测定岩白菜素的含量为指标,探讨了萃取压力、萃取温度、乙醇浓度及用量等因素对岩白菜素收率的影响,确定超临界CO2萃取岩白菜中岩白菜素的最佳条件。结果:在萃取压力为15MPa,萃取温度为55℃,分离压力为6MPa,分离温度为40℃,乙醇的浓度为70%的条件下所得提取物中岩白菜素的含量最高。结论:在提取的最佳参数组合下,提取物中岩白菜素的含量达12.4%,该工艺条件适宜岩白菜素的提取。
关键词:岩白菜;岩白菜素;超临界二氧化碳萃取
中图分类号:R284.2文献标识码:A
文章编号:1007-2349(2011)03-0060-03
岩白菜为虎耳草科岩白菜属植物岩白菜Bergamapurpurascens(Hook.f.etThoms.)Engl.的干燥根茎,其主要有效成分岩白菜素属于异香豆精类化合物,具有良好的镇咳、祛痰、抗炎、护肝、抗病毒和神经保护等作用,现已广泛应用于临床,主要用于慢性支气管炎的治疗[1]。
超临界萃取技术[2~3]是一种集提取和分离为一体,又基本上不用有机溶剂的新技术。近20年来的研究表明[4~5]超临界萃取技术的自身优势主要有:萃取能力强,提取率高;操作温度低,能较完好地保存中药有效成分不被破坏,不发生次生化,适合那些对热敏感性强、容易氧化分解破坏的成分的提取;CO2超临界流体对物质溶解作用有一定的选择性,除与目标物的极性、沸点、分子量等因素密切相关外,还与超临界萃取时的温度、压力、夹带剂等关系密切。本实验就温度、压力及夹带剂对萃取岩白菜中岩白菜素的影响进行了初步研究。
1仪器与试药
1.1仪器超临界CO2萃取设备(型号:HA221-50-06,江苏南通华安超临界萃取有限公司);紫外-可见分光光度仪(型号:UV-2450,日本岛津);电子分析天平(型号:PercisaXS-125A,瑞士产);旋转蒸发仪(型号:BUCHI-R-200,瑞士产)等。
1.2试药甲醇、乙醇(均为分析纯),水(去离子水),D-101大孔吸附树脂(天津农药股份有限公司树脂分公司生产),CO2气体(昆明氧气厂,食品级纯度≥99.9%)。岩白菜样品(同一批次)由本院杨树德副教授鉴定为虎耳草科岩白菜属植物岩白菜Bergamapurpurascens(Hook.f.etThoms.)Engl.的干燥根茎,粉碎备用。岩白菜素对照品(供含量测定用,批号:111532―200202)购于中国药品生物制品检定所。
2方法与结果
2.1标准曲线的建立称量适量岩白菜素对照品置于容量瓶中,加甲醇溶解,以甲醇为空白,在200~800nm波长段扫描,结果显示岩白菜素在274nm处有最大吸收,故选274nm作为岩白菜素的测定波长。如图1所示。
2.1.1对照品溶液的配制精密称量3.0mg岩白菜素对照品置于50mL容量瓶中,加甲醇溶解,并定容至刻度,得到60μg/mL的岩白菜素对照品溶液。
2.1.2岩白菜超临界CO2提取率测定
取岩白菜超临界CO2提取物1g用蒸馏水10mL溶解后转移至大孔吸附树脂柱中,静置30min后用300mL去离子水洗脱,弃去水洗部分,再用20%乙醇洗脱,收集洗脱液300mL,取洗脱液0.1mL置10mL容量瓶中稀释摇匀,并定容至刻度,待测。目标成分的提取率按下面的公式计算。
式中P表示提取率(%),C表示浓度(μg/mL),A表示吸收值,n表示提取液的稀释倍数,V表示提取液的体积(mL),W表示岩白菜原料投料量(g)。
2.1.3标准曲线的制备精密量取60μg/mL的岩白菜素对照品溶液1.5、2.0、3.0、4.0、5.0、5.5mL分别置10mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度。分别以甲醇为空白对照(如图1所示),在274nm波长处测定吸收度。以纵坐标作为吸收度,以横坐标作为浓度,制定标准曲线,得到标准曲线为y=0.02267c-0.00445(r=0.99986)。如图2所示,结果表明岩白菜素对照品在9.0~33.0μg/mL范围内线性关系良好。
2.2精密度试验取同一浓度岩白菜素对照品溶液连续测定5次,测定结果见表1所示。结果:RSD=0.202%,表明仪器精密度良好。
2.3稳定性试验分别取同一浓度对照品溶液和供试品溶液在0、0.5、1、2、4h时测定浓度,测定结果见表2,结果表明在4h内溶液稳定。
2.4加样回收率取已知浓度萃取物(A:含岩白菜素量)5份,分别精密加入一定量岩白菜素对照品(B),并溶解定容于10mL,适当稀释(取0.1mL置10mL容量瓶中加适量甲醇溶解,定溶至刻度,测定含量,结果显示加样回收率较好。见表3。
3结果
3.1单因素下岩白菜素萃取条件研究
3.1.1萃取压力对岩白菜中岩白菜素提取率的影响分别选取压力为:10、15、20、25、30MPa。其他因素设定为:萃取温度45℃,80%乙醇用量300mL,萃取时间1.0h,CO2流量20L/h,分离压力6MPa,分离温度35℃。分别进行实验,按2.1.3的纯化方法及公式计算岩白菜素的萃取率。见图3。
由图3可以看出,萃取压力在10~15MPa之间时,提取率随着萃取压力的增加而显著提高,在15MPa时有最佳得率。超过15MPa后,萃取率逐渐下降。但20MPa时岩白菜素的萃取率比10MPa时高,可以看出选用萃取压力在10~20MPa进行萃取较为合适。
3.1.2萃取压力对岩白菜中岩白菜素提取率的影响分别设定温度为:40℃、45℃、50℃、55℃、60℃。其他因素设定为:萃取压力15MPa,80%乙醇用量300mL,萃取时间1.0h,CO2流量20L/h,分离压力6MPa,分离温度35℃。分别进行实验,按2.1.3的纯化方法及公式计算出岩白菜素的萃取率。结果见图4。
图4萃取温度对岩白菜素提取率的影响[KH*3]
由图4可以看出,在55℃时萃取效果最佳,但温度过高可能使流体的密度发生改变,使被萃取物在其中的溶解度下降,从而使得率减少。因此本实验选用萃取温度范围为50~60℃安排正交。
3.1.3乙醇浓度对岩白菜素提取率的影响根据设备条件及预实验,分别选取乙醇浓度为:60%、70%、80%、90%、100%。其他因素设定为:萃取压力15MPa,萃取温度55℃,乙醇用量300mL,萃取时间1.0h,CO2流量20L/h,分离压力6MPa,分离温度35℃分别进行实验,按2.1.3的纯化方法及公式计算岩白菜素的萃取率。结果见图5。
由图5可以看出,在70%乙醇浓度时萃取效果最佳,但过高或过低都会使得率减少。因此本实验选用乙醇浓度为65%~75%进行正交设计。
3.1.4乙醇用量对岩白菜素萃取率的影响分别选取乙醇用量为:100、200、300、400、500、600mL。其他因素设定为:萃取压力15MPa,萃取温度55℃,70%乙醇为夹带剂,萃取时间1.0h,CO2流量20L/h,分离压力6MPa,分离温度35℃分别进行实验,按2.1.3的纯化方法及公式计算岩白菜素的萃取率。结果见图6。
由图6可以看出,在100~500mL范围内,增加夹带剂乙醇用量可以使得率明显增加,当乙醇用量多于500mL后,萃取效果逐渐不明显。考虑提取成本及设备自身原因,也不宜过多使用夹带剂,因此固定乙醇用量为500mL进行实验。
3.2正交试验在单因素试验的基础上,固定CO 2流量20L/h,分离压力6MPa,分离温度35℃,乙醇用量500mL及萃取时间1h等5个因素,选取萃取压力,萃取温度及乙醇浓度3个因素为变量,每个因素取3个水平进行正交设计,因素水平表见表4,L�9(34)正交试验结果见表5,方差分析见表6。
由岩白菜素提取率的正交试验直观分析可以得知,因素的影响顺序为:乙醇浓度萃取温度萃取压力。岩白菜较佳的提取工艺组合为:A 2B 2C 2,即浓度为70%的乙醇为夹带剂,萃取压力15MPa,萃取温度55℃。
3.3优选工艺的验证实验为进一步考察上述优选工艺的可行性,按上述最佳工艺条件进行验证实验,岩白菜素的含量分别为:12.2%,12.4%,12.5%,12.4%,12.7%,平均得率为12.4%,证明该工艺可行。
4讨论
未见采用超临界二氧化碳流体技术直接从岩白菜药材中萃取岩白菜素的报道,相关文献[6]也只对萃取结晶岩白菜素进行了研究,本研究采用超临界CO 2流体萃取技术直接萃取岩白菜中岩白菜素,并通过单因素试验、正交试验得出最佳萃取条件为:萃取压力为15MPa,乙醇浓度为70%,萃取温度为55℃,其它条件为固定CO 2流量20L/h,分离压力6MPa,分离温度35℃,乙醇用量500mL及萃取时间1h,岩白菜素的提取率经紫外测定可达12.4%,较为理想。
本研究为民族药材岩白菜再次开发利用及提高相关制剂质量提供了一定的参考和帮助。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家药典委员会.中国药典[M].一部.北京:中国医药科技出版社,2010:384.
[2]韩丽.实用中药制剂新技术[M].北京:化学工艺出版社,2002:130~133.
[3]李卫民.中药现代化与超临界流体萃取技术[M].北京:中国医药科技出版社,2002:96.
[4]张大鹏,苏瑞强,姜倩倩,等.超临界流体萃取在中药提取分离中的应用[J].时珍国医国药,2000,11(5):476.
[5]黄炳生,黄国稠,汪穗福,等.超临界CO 2流体萃取技术在中药中应用的优越性[J].基层中药杂志,2001,15(6):49~51.
[6]高杰,张文成,潘见,等.超临界CO 2萃取结晶岩白菜素工艺初探[J].食品科学,2007,28(10):264~267.
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