超臨界流體萃取技術簡介

超臨界流體萃取技術氣態(tài)液態(tài)固態(tài)物質的第四態(tài)：超臨界狀態(tài)流體狀態(tài)新課導入物質的形態(tài)有幾種？超臨界區(qū)域：在壓溫圖中，高于臨界溫度和臨界壓力的區(qū)域稱為超臨界區(qū)超臨界流體：物質處于其臨界溫度和臨界壓強以上,氣液界面消失，體系性質均一，既不是氣體也不是液體，呈流體狀態(tài)，故稱為超臨界流體CO2的p－T－ρ圖精餾操作液相萃取和吸收超臨界萃取和色譜吸附分離在臨界點附近，壓力和溫度的變化可引起超臨界流體密度急劇變化,

相應地使溶質在超臨界流體中的溶解度發(fā)生急劇變化，因而可利用壓力與溫度的改變來實現萃取和分離。

一、超臨界流體萃?。⊿upercriticalFluidExtraction，SFE）

超臨界流體萃取是利用超臨界流體作萃取劑，從液體或固體中萃取出某些成分并進行分離的技術。6

有機物在超臨界流體中溶解度的變化：低于臨界壓力時，幾乎不溶解；高于臨界壓力時，溶解度隨壓力急劇增加。溶解度等溫線

氣體、液體和超臨界流體的性質比較性質氣體液體超臨界流體101.3kPa，15-30oC15-30oCTc,Pc密度（g/mL）（0.6-2）×10-30.6-1.60.2-0.5粘度[g/（cm.s）]（1-3）×10-4（0.2-3）×10-2（1-3）×10-4擴散系數（cm2/s）0.1-0.4（0.2-3）×10-50.7×10-3由以上特性可以看出，超臨界流體密度接近液體，粘度接近氣體，比液體小得多；擴散系數介于氣體和液體之間，是氣體的幾百分之一,

是液體的幾百倍。流體在臨界區(qū)附近，壓力和溫度的微小變化，會引起流體的密度大幅度變化，而非揮發(fā)性溶質在超臨界流體中的溶解度大致上和流體的密度成正比。超臨界流體萃取正是利用了這個特性，以超臨界條件下的流體作萃取劑，利用流體在超臨界狀態(tài)下對物質有特殊增加的溶解度,形成了新的分離工藝。超臨界流體可從混合物中有選擇地溶解其中的某些組分，然后通過減壓，升溫或吸附將其分離析出。它是經典萃取工藝的延伸和擴展。二、超臨界萃取基本原理1822年，Cagniard首次報道物質的臨界現象。1879年，HannyandHogarth發(fā)現了超臨界流體對固體有溶解能力，為超臨界流體的應用提供了依據。1943年，Messmore首次利用壓縮氣體的溶解力作為分離過程的基礎，從此才發(fā)展出超臨界萃取方法。

50年代，美國將SFE用于工業(yè)分離1963年，德國首次申請SFE分離技術的專利1970年，Zosel采用sc-CO2萃取技術從咖啡豆提取咖啡因，從此超臨界流體的發(fā)展進入一個新階段。80年代超臨界二氧化碳萃取技術更廣泛地用于香料的提取。三、超臨界流體的發(fā)展進入90年代后，超臨界二氧化碳萃取技術開始運用于從藥用植物中提取藥用有效成分等。1992年，Desimone首先報道了sc-CO2為溶劑，超臨界聚合反應，得到分子量達27萬的聚合物,開創(chuàng)了超臨界CO2高分子合成的先河。

1密度類似液體，因而溶劑化能力很強密度越大溶解性能越好2粘度接近于氣體，具有很好的傳遞性能和運動速度3擴散系數比氣體小，但比液體高一到兩個數量，有很強的滲透能力

總之，超臨界流體具有液體的溶解能力又具有氣體的擴散和傳質能力。三、超臨界流體的特性試劑臨界溫度（℃）臨界壓力（MPa）臨界密度（g/ml）CO231.067.380.448甲烷-83.04.60.16丙烷97.04.260.220二氯二氟甲烷111.73.990.558甲醇240.57.990.272乙醚193.63.680.267超臨界流體的選擇CO2的壓溫圖超臨界流體萃取的工藝流程一般是由萃取（CO2溶解組分）和分離（CO2和組分的分離）兩步組成。

包括高壓泵及流體系統(tǒng)、萃取系統(tǒng)和收集系統(tǒng)三個部分

四、基本工藝流程萃取器分離器PP壓縮機膨脹閥T1T2利用不同壓力下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過改變壓力使溶質與超臨界流體分離。特點：T1=T2，p1>p2超臨界流體萃取的典型流程等溫變壓流程等溫降壓過程是應用最方便的一種流程。流體經升壓后達到超臨界狀態(tài)，到達狀態(tài)點1，流體經換熱后進入萃取器與物料接觸，溶解溶質，此過程壓力保持不變，在狀態(tài)點2。然后萃取物料通過減壓進入分離器，到達狀態(tài)點3，此時由于減壓而使流體的溶解能力下降，溶質析出，減壓后的流體經壓縮后回到狀態(tài)點1，進行下一個循環(huán)。等溫降壓過程等壓變溫流程萃取器分離器PP泵加熱器T1T2利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過改變溫度使溶質與超臨界流體分離。特點：T1<T2，p1=p2等壓情況下，通過改變過程的溫度也能實現溶質的萃取和分離。但溫度對溶質溶解度的變化比較復雜，在轉變壓力以下，溫度增加溶解能力下降；在轉變壓力以上，溫度下降，溶解能力下降。等溫等壓吸附流程萃取器分離器PP泵T1T2在分離器內放置僅吸附溶質而不吸超臨界流體的吸附劑，通過吸附過程來達到溶質與超臨界流體分離的目的。特點：T1=T2，p1=p2吸收劑吸附劑在分離器內放置能吸附被萃取物的吸附劑，可實現等壓、等溫下的萃取和分離，此時壓縮機只用于克服循環(huán)阻力。但由于涉及到吸附劑的再生，故此流程適用于被萃取物較少的去雜質過程。使用吸附劑的過程超臨界流體中加入惰性氣體，如CO2中加入氮氣或氬氣可降低其溶解能力，達到分離溶質。此過程為恒溫、恒壓，但牽涉到混合氣體的分離回收。加入惰性氣體的過程五超臨界流體萃取的應用中草藥提取酶，纖維素精制金屬離子萃取烴類分離共沸物分離高分子化合物分離植物油脂萃取酒花萃取植物色素提取天然香料化妝品原料食品工業(yè)醫(yī)藥工業(yè)化學工業(yè)化妝品、香料超臨界流體萃取過程的應用實例超臨界萃取裝置中藥材卵磷脂的提取丹參有效成分的提取桂花香料（1）對脂溶性成分溶解能力較強而對水溶性成分溶解能力較低；（2）設備造