SFE的应用
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第六章
一. 序 言
超临界流体萃取
超临界流体萃取：是将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取
技术，它兼有传统的蒸馏和液液萃取的特征，是适用面很
广的一门新型分离技术。 超临界流体：是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度 下物质特有的点——临界点后的流体。通常有二氧化碳 （CO2 ）、氮气 （N2 ）、氧化二氮 （N2 O）、乙烯 （C2 H4）、三氟甲烷 （CHF3 ）等。
二、 超临界流体的萃取原理
真空“溶解”物质的能力极低。加入超临界气体萃取溶 剂（接近于液体密度），溶质的溶解度与真空中的溶解度相
比，大幅度增加（一亿多倍）。
物质之间的溶解能力主要取决于物质分子之间的相似 性，一是分子结构相似，二是分子间的作用力相似。而分子
结构之间的相似相溶在很大程度上也可以归结到作用能相似
由以上特性可以看出，超临界流体兼有液体和气体的双 重特性，扩散系数大，粘度小，渗透性好，与液体溶剂相 比，可以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程 的实现。
超临界流体的密度接近液体，因此具有与液 体相近的溶解能力。 超临界流体的粘度和扩散系数又与气体相近 似，而溶剂的低黏度和高扩散系数的性质是 有利于传质的。 由于以上特点，超临界流体可以迅速渗透到 物体的内部溶解目标物质，快速达到萃取平 衡。
方式破坏的细胞壁碎片较大，使下游分离过程易于进行。 ③ SC—CO2 节流膨胀是吸热降温过程，这个性质可防止通 常破碎过程升温而引起的热敏性物质的破坏。
4）超临界流体干燥技术
在超临界状态下，溶液不存在表面张力， 因此采用超临界CO2萃取干燥时，即脱除水或 其他溶剂的过程中，不存在因毛细管表面张 力作用而导致的微观结构的改变（如孔道的 塌陷等），可以得到粒径很小、分布均匀的 药物颗粒。
3 扩散系数比气体小，但比液体高一到两 个数量级，具有很强的渗透能力
总之，超临界流体具有液体的溶解 能力又具有气体的扩散和传质能力。
从超临界流体性质看，SFE其具有的特点： (1)萃取速度高与液体萃取，特别适合于固 态物质的分离提取； (2)在接近常温的条件下操作，能耗低于一 般精馏发，适合于热敏性物质和易氧化物质 的分离； (3)传热速率快，温度易于控制； (4)适合于挥发性物质的分离
实验部分
使用超临界CO2流体 萃取制备天登烟净油
500g天登烟叶原料样品与80g夹带溶剂混合
后填装入萃取装置。
萃取温度45℃，压力25Mpa，夹带溶剂添加
量0.5ml/min，流体流速5L/h，萃取时间3h。
萃取物进行干燥脱水，减压蒸馏除去溶剂
后，浓缩物即为天登烟净油。
超临界CO2流 体萃取天登烟叶得 到提取物为黄褐色 溶液。 进行减压蒸馏 浓缩物为红褐色澄 清透亮的半膏体。 净油得率为3.64.3%。
2）SC—C02作为酶促反应介质的优点
①与水相比较，脂溶性底物和产物可溶于SC—C02 中，酶蛋
白不溶解，有利于三者的分离。 ②产品回收时，不需要处理大量的稀水溶液，因而不产生废水
污染问题。
③与其他非水相有机溶剂中的酶催化反应相比，SC—C02更适 合与生物、食品相关的产品体系，产物分离简单。 ④与萃取一样， SC—C02中的质量传递速度快，在临界点附 近，溶解能力和介电常数对温度和压力敏感，可控制反应速
实例1：从咖啡豆中除去咖啡因
大量饮食咖啡因对人体有害。 以往工业上除咖啡豆中咖啡因采用二氯乙烷萃取。缺点有二： 其一，残留二氯乙烷影响咖啡品质；其二，二氯乙烷同时将 部分有用香味物质（芳香化合物）带走。
超临界流体萃取除咖啡因：先用机械法清洗咖啡豆，去除灰 尘和杂质;接着加蒸汽和水预泡，提高其水分含量达 30%~50%;然后将预泡过的咖啡豆装入萃取罐，不断往罐中 送入CO2(操作湿度70~90℃，压力16-20MPa，密度
上。真空或萃取剂分子密度极低时，溶剂对溶质的作用能极 小，溶质的溶解度也就极小了。
在超临界流体萃取中，主要是溶剂流体密度的大幅度增 加导致溶剂对溶质的作用力大幅度增加，从而形成了溶解物 质的能力，这个特性给溶剂流体回收、溶剂与溶质分离带来 方便。 在超临界萃取后的分离操作中，可在与萃取温度相同
的条件下，降低压力使溶剂的密度下降，引起其溶解物质的
五、SC—C02萃取流程
SC—C02萃取流程： 萃取流程基本上是由萃取工段和分离工段(溶
质和C02的分离)组合而成。
代表性的三种流程模式图
SFE的基本流程是：由钢瓶提供高 纯液体（CO2）经高压泵系统，流 入保持在一定温度（高于Tc）下的 萃取池。在萃取池中可溶于SCF的 溶质扩散分配溶解在SCF中，并随 SCF一起流出萃取池，经阻尼器减 压获升温后进入收集器，多余的 SCF排空或循环使用。
２、萃取溶剂CO2 的性质
无毒，无腐蚀性，不可燃烧，纯度高且价格 低。有优良的传质性能，扩散系数大；粘度低， 与其他超临界流体溶剂相比， CO2 具有相对较
低的临界压力和临界温度，适于处理热敏性生物
制品和天然物产品。 P114:图6-4；图6-5
常用超临界流体的临界性质表
临界点数据 物质 二氧化碳 水 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 n–丁烷 n–戊烷 n–己烷 甲醇 乙醇 异丙醇 苯 甲苯 氨 甲烷 沸点/℃ －78.5 100 －88.0 －103.7 －44.5 －47.7 －0.5 36.5 69.0 64.7 78.2 82.5 80.1 110.6 －33.4 －164.0 临界温Tc/℃ 31.06 374.2 32.4 9.5 97 92 152.0 196.6 234.2 240.5 243.4 235.3 288.9 318 132.3 －83.0 临界压Pc/Mpa 7.39 22.00 4.89 5.07 4.26 4.67 3.80 3.37 2.97 7.99 6.38 4.76 4.89 4.11 11.28 4.6 临界密度ρ /(g/cm3) 0.448 0.344 0.203 0.20 0.220 0.23 0.228 0.232 0.234 0.272 0.276 0.27 0.302 0.29 0.24 0.16
度和反应平衡。
3） SC—CO2的细胞破壁技术
SC—CO2的以下一些性质有利于细胞破碎： ①在近临界点，SC—CO2 的微小压力变化导致其体积变化
很大，其能量变化很大，所以SC—CO2可破坏较厚的细胞
壁，如常见的酵母等。 ② SC—CO2 对细胞壁中的少量脂类有萃取作用，会破坏细
胞壁的化学结构，造成细胞壁在某些位置上的损坏。这种
基本工艺流程
超临界流体萃取的工艺流程一般是由 萃取（CO2溶解组分）和分离（CO2 和组分的分离）两步组成。 包括高压泵及流体系统、萃取系统和 收集系统三个部分
七、超临界流体萃取技术的应用
1 ） 生物活性物质和生物制品的提取 2 ） 超临界状态下的酶促反应 3 ） SC—C02的细胞破壁技术 4 ） 超临界流体干燥技术
ห้องสมุดไป่ตู้CF技术的应用 领域及实例
二、超临界流体技术的应用
SFE-CO2技术的主要应用范围 1 食品工业 2 医药、化妆品 (1)在生物活性物质和天然药物提取中的应用 (EPA、DHA 沙棘油 、γ-亚麻酸 、β-胡萝卜素等 ) (2)在手性药物合成中的应用 (3)在药剂学中的应用 (4)在药物分析中的应用 3 化学工业
由于以上特点超临界流体可以迅速渗透到物体的内部溶解目标物质快速达到萃取平密度gml粘度gcm扩散系数cm气体103104101超临界流101104103液体102105超临界流体由于处于临界温度和临界压力以上其物理性质介于气体与液体密度类似液体因而溶剂化能力很强密度越大溶解性能越好粘度接近于气体具有很好的传递性能和运动速度扩散系数比气体小但比液体高一到两个数量级具有很强的渗透能力总之超临界流体具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力
超临界流体的性 质
超临界流体由于处于临界温度和临界压 力以上，其物理性质介于气体与液体
相
气体 超临界流 体 液体
密度 粘度 扩散系数 2 · g/cm s cm /s） （ ） （ （g/ml） 10-3 10-4 10-1 10
-1
10
-4
10
-3
1
10-2
10-5
超临界流体的性质
1 密度类似液体，因而溶剂化能力很强 密度越大溶解性能越好 2 粘度接近于气体，具有很好的传递性 能和运动速度
能力下降，就可以方便地进行萃取物与溶剂的分离。
提高萃取剂选择性的基本原则是：
①按相似相溶原则，选用的超临界流体与被 萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越 大。（P111） ②从操作角度看，使用超临界流体为萃取剂 时的操作温度越接近临界温度，溶解能力也 越大。
三、 超临界CO2的溶剂特征
１、超临界CO2 的相图： 在临界点附近，密度线聚集于临界点周围，压力或温
实例3：萃取制备天登烟净油
天登烟是云南大理州地区所种植生产的一种独特的烟草品种， 其色、香、味、状都独具特色，属于云南地区的地方品种晾 晒烟。
天登烟是一种特色化的天然香料原料， 所以选择其作为原 料，试验开发特色化的烟草香料产品。
天登烟净油含有大量的烟草特征致香成份如：茄酮、BETA大马酮、BETA-二氢大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、 ALPHA-紫罗兰醇、茄那士酮、新植二烯、六氢金合欢酮等， 这些成份是烟草烟气香味重要的特征成份。
度小范围的变化，就会引起CO2 密度的大幅度变化。由于
CO2溶解、萃取物质的能力与CO2 本身的密度成正比，这 就意味着只要通过改变压力或温度来改变溶剂CO2 的密度，
就可以改变其对物质的溶解能力。
特性： 通过压力或温度的改变可有效地萃取和分离溶质。
特点:
在临界点附近, 密度有很宽的变化范围; 温度,压力微调 可使密度显著变化
１、 SC—C02萃取：
四、SC—C02萃取以及拖带剂的作用
天然产品中通常含有许多不同的化学成分；对同一天然 产品用不同方法或不同萃取剂提取得到的制品，其组分是不 同的。逐步增加溶剂C02 的溶解能力，可以获得各种质量不 同的萃取产物。
２、拖带剂的作用： 添加拖带剂即辅助溶剂，可增加物质的溶解度和萃取 选择性。如在C02 中添加约14％的丙酮后，甘油酯的溶解度 增加22倍。纯C02几乎不能从咖啡豆中萃取咖啡因，但在加 湿(水)的SC—C02 中，因为生成了具有极性的H2CO3，在一 定的条件下，能选择性地溶解萃取极性的咖啡因。
2 啤酒花有效成分的提取：1982 年,西德 HEG 公司建造的工业规模超临界萃取啤 酒花生产线投入生产。用有机溶剂萃取 的啤酒花萃取液,色泽暗绿,成分复杂,且残 留有机溶剂。如采用 CO2 超临界萃取 , 萃 取液颜色为橄榄绿色,不仅萃取率高,芳香 成分也不被氧化,而且可避免萃取农药。
3 植物油脂的萃取：油茶是我国重要的木本 食用油料 , 我国传统的茶油制取一般采用压 榨法和浸出法,前者残油率高,后者味差色深。 如用超临界 CO2萃取,所得油的颜色、外观, 理化指标均优于溶剂法,且提取率高,杂质少, 水分低 , 无需精炼。与此相类似的还有利用 超临界萃取豆油、菜籽油、米糠油、棕榈 油、茶籽油、玉米胚芽油、杏仁油、紫苏 油、花生油、山苍子油。另外 , 采用超临界 萃取技术提取微生物油脂也是近年来研究 的热点 , 如孢霉菌丝体油脂提取的研究已取 得进展。
超临界萃取技术在食品行业的研究和应用
1 咖啡中咖啡因的脱除：超临界流体萃 取技术最早应用于食品领域是从咖啡中 脱除咖啡因。由于健康理念的改变 ,西方 国家对脱咖啡因的咖啡需求增加了 ,1979 年 ,西德的 HAG 公司率先建成了处理 2万 t 的生产线,采用CO2 萃取,然后用活性炭吸 附以分离咖啡因。与此相类似的还有从 烟草中脱除尼古丁,从红茶中脱除咖啡因, 从绿茶中脱茶多酚等。
0.4~0.65g/cm2)，咖啡因就逐渐被萃取出来。带有咖啡因的
CO2被送往清洗罐，使咖啡因转入水相。然后水相中咖啡因 用蒸馏法加以回收，CO2则循环使用。
10小时，经SFE处理后的咖啡豆中咖啡因含量从0.7-3%降低
到0.02%。
实例2：啤酒花萃取
啤酒花中的有用成份是挥发性油和软树脂中的葎草 酮及α -酸 采用超临界流体萃取法制造啤酒浸膏时，首先把啤 酒花磨成粉状，使之更易与溶剂接触。然后装入萃 取罐，密封后通入超临界 CO2 ，操作温度 35~38℃， 压力8~30MPa 。达到萃取要求后，浸出物随CO2一 起被送至分离罐，经过降压分离得到含浸膏 99%的 黄绿色产物。据报道，虽然用超临界法萃取啤酒花 的成本较常规溶剂处理法的成本高，但用前者得到 的是高质量、富含风味物的浸膏，同时避免了使用 可能致癌的化学物质。
超临界流体（SCF）的特性
物质状态 密度（g/cm3）
气态 液态 SCF (0.6-2) ×10-3 0.6-1.6 0.2-0.9
粘度(g/cm/s)
(1-3) ×10-4 (0.2-3) ×10-2 (1-9) ×10-4
扩散系数(cm2/s )
0.1-0.4 (0.2-2) ×10-5 (2-7) ×10-4
一. 序 言
超临界流体萃取
超临界流体萃取：是将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取
技术，它兼有传统的蒸馏和液液萃取的特征，是适用面很
广的一门新型分离技术。 超临界流体：是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度 下物质特有的点——临界点后的流体。通常有二氧化碳 （CO2 ）、氮气 （N2 ）、氧化二氮 （N2 O）、乙烯 （C2 H4）、三氟甲烷 （CHF3 ）等。
二、 超临界流体的萃取原理
真空“溶解”物质的能力极低。加入超临界气体萃取溶 剂（接近于液体密度），溶质的溶解度与真空中的溶解度相
比，大幅度增加（一亿多倍）。
物质之间的溶解能力主要取决于物质分子之间的相似 性，一是分子结构相似，二是分子间的作用力相似。而分子
结构之间的相似相溶在很大程度上也可以归结到作用能相似
由以上特性可以看出，超临界流体兼有液体和气体的双 重特性，扩散系数大，粘度小，渗透性好，与液体溶剂相 比，可以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程 的实现。
超临界流体的密度接近液体，因此具有与液 体相近的溶解能力。 超临界流体的粘度和扩散系数又与气体相近 似，而溶剂的低黏度和高扩散系数的性质是 有利于传质的。 由于以上特点，超临界流体可以迅速渗透到 物体的内部溶解目标物质，快速达到萃取平 衡。
方式破坏的细胞壁碎片较大，使下游分离过程易于进行。 ③ SC—CO2 节流膨胀是吸热降温过程，这个性质可防止通 常破碎过程升温而引起的热敏性物质的破坏。
4）超临界流体干燥技术
在超临界状态下，溶液不存在表面张力， 因此采用超临界CO2萃取干燥时，即脱除水或 其他溶剂的过程中，不存在因毛细管表面张 力作用而导致的微观结构的改变（如孔道的 塌陷等），可以得到粒径很小、分布均匀的 药物颗粒。
3 扩散系数比气体小，但比液体高一到两 个数量级，具有很强的渗透能力
总之，超临界流体具有液体的溶解 能力又具有气体的扩散和传质能力。
从超临界流体性质看，SFE其具有的特点： (1)萃取速度高与液体萃取，特别适合于固 态物质的分离提取； (2)在接近常温的条件下操作，能耗低于一 般精馏发，适合于热敏性物质和易氧化物质 的分离； (3)传热速率快，温度易于控制； (4)适合于挥发性物质的分离
实验部分
使用超临界CO2流体 萃取制备天登烟净油
500g天登烟叶原料样品与80g夹带溶剂混合
后填装入萃取装置。
萃取温度45℃，压力25Mpa，夹带溶剂添加
量0.5ml/min，流体流速5L/h，萃取时间3h。
萃取物进行干燥脱水，减压蒸馏除去溶剂
后，浓缩物即为天登烟净油。
超临界CO2流 体萃取天登烟叶得 到提取物为黄褐色 溶液。 进行减压蒸馏 浓缩物为红褐色澄 清透亮的半膏体。 净油得率为3.64.3%。
2）SC—C02作为酶促反应介质的优点
①与水相比较，脂溶性底物和产物可溶于SC—C02 中，酶蛋
白不溶解，有利于三者的分离。 ②产品回收时，不需要处理大量的稀水溶液，因而不产生废水
污染问题。
③与其他非水相有机溶剂中的酶催化反应相比，SC—C02更适 合与生物、食品相关的产品体系，产物分离简单。 ④与萃取一样， SC—C02中的质量传递速度快，在临界点附 近，溶解能力和介电常数对温度和压力敏感，可控制反应速
实例1：从咖啡豆中除去咖啡因
大量饮食咖啡因对人体有害。 以往工业上除咖啡豆中咖啡因采用二氯乙烷萃取。缺点有二： 其一，残留二氯乙烷影响咖啡品质；其二，二氯乙烷同时将 部分有用香味物质（芳香化合物）带走。
超临界流体萃取除咖啡因：先用机械法清洗咖啡豆，去除灰 尘和杂质;接着加蒸汽和水预泡，提高其水分含量达 30%~50%;然后将预泡过的咖啡豆装入萃取罐，不断往罐中 送入CO2(操作湿度70~90℃，压力16-20MPa，密度
上。真空或萃取剂分子密度极低时，溶剂对溶质的作用能极 小，溶质的溶解度也就极小了。
在超临界流体萃取中，主要是溶剂流体密度的大幅度增 加导致溶剂对溶质的作用力大幅度增加，从而形成了溶解物 质的能力，这个特性给溶剂流体回收、溶剂与溶质分离带来 方便。 在超临界萃取后的分离操作中，可在与萃取温度相同
的条件下，降低压力使溶剂的密度下降，引起其溶解物质的
五、SC—C02萃取流程
SC—C02萃取流程： 萃取流程基本上是由萃取工段和分离工段(溶
质和C02的分离)组合而成。
代表性的三种流程模式图
SFE的基本流程是：由钢瓶提供高 纯液体（CO2）经高压泵系统，流 入保持在一定温度（高于Tc）下的 萃取池。在萃取池中可溶于SCF的 溶质扩散分配溶解在SCF中，并随 SCF一起流出萃取池，经阻尼器减 压获升温后进入收集器，多余的 SCF排空或循环使用。
２、萃取溶剂CO2 的性质
无毒，无腐蚀性，不可燃烧，纯度高且价格 低。有优良的传质性能，扩散系数大；粘度低， 与其他超临界流体溶剂相比， CO2 具有相对较
低的临界压力和临界温度，适于处理热敏性生物
制品和天然物产品。 P114:图6-4；图6-5
常用超临界流体的临界性质表
临界点数据 物质 二氧化碳 水 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 n–丁烷 n–戊烷 n–己烷 甲醇 乙醇 异丙醇 苯 甲苯 氨 甲烷 沸点/℃ －78.5 100 －88.0 －103.7 －44.5 －47.7 －0.5 36.5 69.0 64.7 78.2 82.5 80.1 110.6 －33.4 －164.0 临界温Tc/℃ 31.06 374.2 32.4 9.5 97 92 152.0 196.6 234.2 240.5 243.4 235.3 288.9 318 132.3 －83.0 临界压Pc/Mpa 7.39 22.00 4.89 5.07 4.26 4.67 3.80 3.37 2.97 7.99 6.38 4.76 4.89 4.11 11.28 4.6 临界密度ρ /(g/cm3) 0.448 0.344 0.203 0.20 0.220 0.23 0.228 0.232 0.234 0.272 0.276 0.27 0.302 0.29 0.24 0.16
度和反应平衡。
3） SC—CO2的细胞破壁技术
SC—CO2的以下一些性质有利于细胞破碎： ①在近临界点，SC—CO2 的微小压力变化导致其体积变化
很大，其能量变化很大，所以SC—CO2可破坏较厚的细胞
壁，如常见的酵母等。 ② SC—CO2 对细胞壁中的少量脂类有萃取作用，会破坏细
胞壁的化学结构，造成细胞壁在某些位置上的损坏。这种
基本工艺流程
超临界流体萃取的工艺流程一般是由 萃取（CO2溶解组分）和分离（CO2 和组分的分离）两步组成。 包括高压泵及流体系统、萃取系统和 收集系统三个部分
七、超临界流体萃取技术的应用
1 ） 生物活性物质和生物制品的提取 2 ） 超临界状态下的酶促反应 3 ） SC—C02的细胞破壁技术 4 ） 超临界流体干燥技术
ห้องสมุดไป่ตู้CF技术的应用 领域及实例
二、超临界流体技术的应用
SFE-CO2技术的主要应用范围 1 食品工业 2 医药、化妆品 (1)在生物活性物质和天然药物提取中的应用 (EPA、DHA 沙棘油 、γ-亚麻酸 、β-胡萝卜素等 ) (2)在手性药物合成中的应用 (3)在药剂学中的应用 (4)在药物分析中的应用 3 化学工业
由于以上特点超临界流体可以迅速渗透到物体的内部溶解目标物质快速达到萃取平密度gml粘度gcm扩散系数cm气体103104101超临界流101104103液体102105超临界流体由于处于临界温度和临界压力以上其物理性质介于气体与液体密度类似液体因而溶剂化能力很强密度越大溶解性能越好粘度接近于气体具有很好的传递性能和运动速度扩散系数比气体小但比液体高一到两个数量级具有很强的渗透能力总之超临界流体具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力
超临界流体的性 质
超临界流体由于处于临界温度和临界压 力以上，其物理性质介于气体与液体
相
气体 超临界流 体 液体
密度 粘度 扩散系数 2 · g/cm s cm /s） （ ） （ （g/ml） 10-3 10-4 10-1 10
-1
10
-4
10
-3
1
10-2
10-5
超临界流体的性质
1 密度类似液体，因而溶剂化能力很强 密度越大溶解性能越好 2 粘度接近于气体，具有很好的传递性 能和运动速度
能力下降，就可以方便地进行萃取物与溶剂的分离。
提高萃取剂选择性的基本原则是：
①按相似相溶原则，选用的超临界流体与被 萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越 大。（P111） ②从操作角度看，使用超临界流体为萃取剂 时的操作温度越接近临界温度，溶解能力也 越大。
三、 超临界CO2的溶剂特征
１、超临界CO2 的相图： 在临界点附近，密度线聚集于临界点周围，压力或温
实例3：萃取制备天登烟净油
天登烟是云南大理州地区所种植生产的一种独特的烟草品种， 其色、香、味、状都独具特色，属于云南地区的地方品种晾 晒烟。
天登烟是一种特色化的天然香料原料， 所以选择其作为原 料，试验开发特色化的烟草香料产品。
天登烟净油含有大量的烟草特征致香成份如：茄酮、BETA大马酮、BETA-二氢大马酮、二氢猕猴桃内酯、巨豆三烯酮、 ALPHA-紫罗兰醇、茄那士酮、新植二烯、六氢金合欢酮等， 这些成份是烟草烟气香味重要的特征成份。
度小范围的变化，就会引起CO2 密度的大幅度变化。由于
CO2溶解、萃取物质的能力与CO2 本身的密度成正比，这 就意味着只要通过改变压力或温度来改变溶剂CO2 的密度，
就可以改变其对物质的溶解能力。
特性： 通过压力或温度的改变可有效地萃取和分离溶质。
特点:
在临界点附近, 密度有很宽的变化范围; 温度,压力微调 可使密度显著变化
１、 SC—C02萃取：
四、SC—C02萃取以及拖带剂的作用
天然产品中通常含有许多不同的化学成分；对同一天然 产品用不同方法或不同萃取剂提取得到的制品，其组分是不 同的。逐步增加溶剂C02 的溶解能力，可以获得各种质量不 同的萃取产物。
２、拖带剂的作用： 添加拖带剂即辅助溶剂，可增加物质的溶解度和萃取 选择性。如在C02 中添加约14％的丙酮后，甘油酯的溶解度 增加22倍。纯C02几乎不能从咖啡豆中萃取咖啡因，但在加 湿(水)的SC—C02 中，因为生成了具有极性的H2CO3，在一 定的条件下，能选择性地溶解萃取极性的咖啡因。
2 啤酒花有效成分的提取：1982 年,西德 HEG 公司建造的工业规模超临界萃取啤 酒花生产线投入生产。用有机溶剂萃取 的啤酒花萃取液,色泽暗绿,成分复杂,且残 留有机溶剂。如采用 CO2 超临界萃取 , 萃 取液颜色为橄榄绿色,不仅萃取率高,芳香 成分也不被氧化,而且可避免萃取农药。
3 植物油脂的萃取：油茶是我国重要的木本 食用油料 , 我国传统的茶油制取一般采用压 榨法和浸出法,前者残油率高,后者味差色深。 如用超临界 CO2萃取,所得油的颜色、外观, 理化指标均优于溶剂法,且提取率高,杂质少, 水分低 , 无需精炼。与此相类似的还有利用 超临界萃取豆油、菜籽油、米糠油、棕榈 油、茶籽油、玉米胚芽油、杏仁油、紫苏 油、花生油、山苍子油。另外 , 采用超临界 萃取技术提取微生物油脂也是近年来研究 的热点 , 如孢霉菌丝体油脂提取的研究已取 得进展。
超临界萃取技术在食品行业的研究和应用
1 咖啡中咖啡因的脱除：超临界流体萃 取技术最早应用于食品领域是从咖啡中 脱除咖啡因。由于健康理念的改变 ,西方 国家对脱咖啡因的咖啡需求增加了 ,1979 年 ,西德的 HAG 公司率先建成了处理 2万 t 的生产线,采用CO2 萃取,然后用活性炭吸 附以分离咖啡因。与此相类似的还有从 烟草中脱除尼古丁,从红茶中脱除咖啡因, 从绿茶中脱茶多酚等。
0.4~0.65g/cm2)，咖啡因就逐渐被萃取出来。带有咖啡因的
CO2被送往清洗罐，使咖啡因转入水相。然后水相中咖啡因 用蒸馏法加以回收，CO2则循环使用。
10小时，经SFE处理后的咖啡豆中咖啡因含量从0.7-3%降低
到0.02%。
实例2：啤酒花萃取
啤酒花中的有用成份是挥发性油和软树脂中的葎草 酮及α -酸 采用超临界流体萃取法制造啤酒浸膏时，首先把啤 酒花磨成粉状，使之更易与溶剂接触。然后装入萃 取罐，密封后通入超临界 CO2 ，操作温度 35~38℃， 压力8~30MPa 。达到萃取要求后，浸出物随CO2一 起被送至分离罐，经过降压分离得到含浸膏 99%的 黄绿色产物。据报道，虽然用超临界法萃取啤酒花 的成本较常规溶剂处理法的成本高，但用前者得到 的是高质量、富含风味物的浸膏，同时避免了使用 可能致癌的化学物质。
超临界流体（SCF）的特性
物质状态 密度（g/cm3）
气态 液态 SCF (0.6-2) ×10-3 0.6-1.6 0.2-0.9
粘度(g/cm/s)
(1-3) ×10-4 (0.2-3) ×10-2 (1-9) ×10-4
扩散系数(cm2/s )
0.1-0.4 (0.2-2) ×10-5 (2-7) ×10-4