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可再生溶剂在芳香酸提取中的应用研究:基于绿色化学的高效分离策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月29日 来源:Separation and Purification Technology 8.2
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本研究针对食品、化妆品和制药行业中关键的芳香酸(HBAC、VANAC、SYRAC)提取难题,系统筛选了14种可再生溶剂(包括醚类、酯类、萜烯类及疏水低共熔溶剂HDES),通过溶剂萃取-反萃取联用技术结合HPLC分析,发现2-甲基四氢呋喃(MTHF)对HBAC和VANAC的提取效率高达99.00%和98.06%,而萜烯醇香叶醇(GER)对SYRAC提取率达96.57%。研究为生物基溶剂的工业应用提供了数据支撑,推动绿色分离技术发展。
芳香酸作为食品、化妆品和药物添加剂的核心成分,其高效绿色提取技术一直是工业界的痛点。传统石油基溶剂面临环境压力,而生物质转化产物木质素氧化液中的芳香酸回收率受限于溶剂性能。奥地利研究团队在《Separation and Purification Technology》发表的研究,开创性地评估了14种生物基溶剂对p-羟基苯甲酸(HBAC)、香草酸(VANAC)和丁香酸(SYRAC)的提取效能。
研究采用多技术联用策略:通过酸性模型溶液模拟工业废水条件,结合溶剂萃取-0.1 M NaOH反萃取双相系统评估总回收率;利用高效液相色谱(HPLC)定量分析,总有机碳(TOC)和卡尔费休滴定法测定互溶度,并基于1-辛醇(OCT)体系计算逆流萃取理论塔板数。
【提取效率】章节揭示:醚类溶剂2-甲基四氢呋喃(MTHF)展现惊人性能,对HBAC/VANAC提取率分别达99.00%和98.06%,但高互溶度(0.07 vol%)制约其工业应用。萜烯类代表香叶醇(GER)实现SYRAC 96.57%提取率,且对三组分均保持97%以上效率,成为平衡性能最优选。
【疏水低共熔溶剂】部分发现:含80 mol%葑醇(FE)和20 mol%十二醇(DO)的HDES对SYRAC回收率达87.15%,但碱性反萃时易出现三相分离问题。理论计算显示,1-辛醇体系需1.67-1.87个理论塔板即可实现99%芳香酸回收。
结论部分强调:该研究首次系统比较生物基溶剂在强酸性条件下的提取性能,证实MTHF和GER的工业潜力,同时揭示HDES在碱性环境下的稳定性缺陷。数据为木质素增值化利用提供了溶剂选择依据,推动《绿色萃取十二原则》在芳香酸分离领域的实践。作者Alexander Kaufmann指出,后续研究将聚焦溶剂回收工艺优化,以解决高互溶度溶剂的经济性瓶颈。
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