超临界流体萃取的基本原理
第六章 超临界流体萃取(Superitical要点
• 超临界流体特点：
①其密度接近于液体，具有与液体相当的萃取能 力； ②其扩散系数介于气体与液体之间，比气体小， 但比液体高一个数量级；粘度接近气体，比液体 低1个数量级，传递性质近似于气体，传质速率远 远大于液体。 ③在临界点气－液相界面消失，汽化热为零，分 离操作比在气液平衡区更利于传热和节能。 ④超临界流体具有较大的可压缩性，临界点以上 温度、压力稍有变化，流体密度就变化很大，可 利用调节温度、压力来调节流体的溶解能力。
超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下 突出的优点：
• (6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的 参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。 压力固定，改变温度可将物质分离；反之 温度固定，降低压力使萃取物分离，因此 工艺简单易掌握，而且萃取速度快。
超临界萃取流程：
• 整个萃取过程主要由两部分组成，即溶质萃取及 被萃取的溶质与超临界流体分离。 • 先将原料装入萃取釜中，然后打开高压泵把CO2 加热、升压，使之达到超临界状态后送入萃取釜 中。此时，超临界状态的CO2就会对原料中的不 同成分进行萃取。经过一定的时间后，打开节流 阀减压，此时溶有有效成分的CO2就会从萃取釜 中流入分离釜。这时再通过调节温度与压力，使 有效成分与CO2分离。分离后的CO2可通过过滤 器、流量计，并经冷却后重新加温加压循环使用。
超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下突出的 优点：
• (2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过 程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒, 同时也防止了提取过程对人体的毒害和对 环境的污染,是100%的纯天然； •
超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下 突出的优点： • (3)萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的 CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使得 CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而 立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少， 节约成本；
超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术技术原理超临界流体萃取分离过程的原理是超临界流体对脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯等具有特殊溶解作用，利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。
在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。
当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
萃取装置超临界萃取装置可以分为两种类型，一是研究分析型，主要应用于小量物质的分析，或为生产提供数据。
二是制备生产型，主要是应用于批量或大量生产。
超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：萃取剂供应系统，低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。
具体包括二氧化碳注入泵、萃取器、分离器、压缩机、二氧化碳储罐、冷水机等设备。
由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的安全可靠性，并降低运行成本。
超临界流体萃取的特点(1)可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。
因此，在萃取物中保持着药用植物的全部成分，而且能把高沸点，低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来；(2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然；(3)萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本；(4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒，故安全性好；(5)CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且在生产过程中循环使用，从而降低成本；(6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。
超临界流体萃取法原理
超临界流体萃取法原理
超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFE) 是一种分离提取化合物的方法，它利用超临界流体的特性可以同时具有气相和液相的特性，可以有效地溶解物质，并实现快速、高效的提取过程。
超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下处于气-液两相临界状态的流体。
超临界流体具有高扩散性、低黏度、低表面张力等特点，可与溶质发生快速的质量传递，提高提取速度和效率。
超临界流体萃取法的原理是利用超临界流体在超临界状态下的溶解度随温度和压力的变化而变化的特性。
首先，选择适当的溶剂作为超临界流体，常用的超临界流体有二氧化碳和丙烷。
溶解度的调控可以通过控制温度和压力来实现。
在超临界流体萃取过程中，溶液中的溶质被溶解在超临界流体中，形成溶液。
然后，通过改变温度和压力，使超临界流体发生相变，转化为气相，从而实现溶质的分离提取。
提取后的溶质可以通过降温和减压将其回收。
超临界流体萃取法广泛应用于天然产物、食品、药物、环境等领域的提取分离过程中。
其优点包括操作简便、提取速度快、无需使用有机溶剂、对萃取物的损伤小等。
此外，超临界流体的可调节性使得可以根据不同物质的特性来进行选择性提取，提高提取效果。
总而言之，超临界流体萃取法利用超临界流体的特性进行溶解和分离，是一种高效、环保的提取方法，具有较广泛的应用前景。
超临界流体萃取的原理和应用
超临界流体萃取的原理和应用一、超临界流体萃取的原理超临界流体萃取是一种利用超临界流体对物质进行分离和提取的技术。
所谓超临界流体，是指在高于其临界温度和临界压力条件下的流体状态。
在这种状态下，超临界流体既具有气体的低粘度和高扩散性，又具有液体的高溶解力和可控性。
超临界流体萃取的基本原理是通过调节温度和压力，使超临界流体的密度和溶解力发生变化，从而实现对目标物质的选择性提取。
超临界流体萃取的主要原理包括溶解度变化原理、扩散速率变化原理和传质机理变化原理。
1. 溶解度变化原理超临界流体的溶解力随温度和压力的变化而变化。
通过调节温度和压力，可以使溶解度增大或减小，从而实现对目标物质的选择性提取。
当温度和压力适当增大时，超临界流体的溶解力会增大，有助于提高目标物质的萃取效率。
2. 扩散速率变化原理超临界流体的扩散速率比常规溶剂要快得多。
基于扩散速率变化原理，超临界流体可以更快地进入被提取物质的内部，提高物质的提取速率。
此外，超临界流体的扩散速率还受到温度和压力的影响，可以通过调节参数来控制提取速率。
3. 传质机理变化原理超临界流体的传质机理与常规溶剂有所不同。
超临界流体通过质量传递和热传递来实现物质的提取和分离。
传质机理的变化使得超临界流体的提取效率更高，同时还可以减少对环境的影响。
二、超临界流体萃取的应用超临界流体萃取技术在许多领域都有广泛的应用，主要包括化学、食品、药物和环境等。
1. 化学领域超临界流体萃取技术在化学合成、催化反应、分析测试等方面有着重要的应用。
超临界流体可以作为溶剂或反应介质，用于提取和分离化学物质，提高反应速率和选择性，减少催化剂的使用量。
2. 食品领域超临界流体萃取技术可以用于提取天然食品成分，如咖啡因、花青素、香料等。
相比传统的有机溶剂提取方法，超临界流体萃取技术具有高效、环保、无残留等优点，被广泛应用于食品加工和营养保健等领域。
3. 药物领域超临界流体萃取技术在药物研发、制备和分析中有着重要的应用。
超临界流体萃取技术
在食品分析方面的应用： 7 在食品分析方面的应用 ： 1988年,国际上推出 了第一台商品化的超临界流体萃取(SFE)仪, 早期 主要用于食品分析,如食用香料,脂肪油脂,维生素 等,采用超临界技术分析,能节省时间,节约化学试 剂,排除溶剂干扰,减少人身伤害。紫外(UV)和常 压化学解离质谱法(APCIMS) 的填充柱超临界流 体色谱法(PS-FC),是鉴别和定量测定β-兴奋剂的 通用方法,对于牛肝样品的β-兴奋剂,该法显示出 良好的回收率和较低的交量(RSD <15%) ,此法还 可用于双氯醇胺和柳丁氨醇的测定。对于农药 残留的测定,特别是水中碳硫化合物的测定,超临 界萃取法比较迅速 。对于中药有效成分的分析, 超临界萃取也有应用。
啤酒花有效成分的提取： 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。
一、超临界流体萃取的原理
超临界流体(SCF)是指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc) 以上，其物理性质介于气体与液体之间的流体。这种 流体(SCF)兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当 的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度 和对许多物质优良的溶解能力。溶质在某溶剂中的溶 解度与溶剂的密度呈正相关，溶质在SCF中的溶解度也 与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密 度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提 取各种类型化合物的目的。
植物油脂的萃取： 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。
超临界流体萃取原理
超临界流体萃取原理
超临界流体萃取是一种利用超临界流体的溶解能力进行物质分离和提纯的技术方法。
超临界流体是指在超过临界点温度和压力下的流体状态，具有介于气体和液体之间的特性。
超临界流体萃取的原理是利用超临界流体对目标物质的高溶解能力。
在超临界流体中，由于其密度较大和扩散系数较高，可以有效溶解和扩散目标物质。
当超临界流体与原料混合后形成均匀的相态，目标物质会从原料中溶解到超临界流体中，实现分离和提取。
随着溶液中溶解物质的增加，超临界流体的溶解能力也会增强，进一步提高了物质的分离效率。
此外，超临界流体萃取还具有可调控性。
通过调整超临界流体的温度和压力，可以改变其溶解性能和扩散能力，实现对不同物质的选择性萃取。
这种可调控性使得超临界流体萃取在分离和提纯复杂混合体系中有广泛的应用前景。
超临界流体萃取技术具有很多优点。
首先，超临界流体相较于传统有机溶剂，在操作温度和压力上更为温和，有利于保持萃取物质的活性和稳定性。
此外，超临界流体通常是可再生的，在环境友好性上也有优势。
最重要的是，由于超临界流体萃取过程无需使用有机溶剂，能够减少产生废液的量，有利于节约资源和降低处理成本。
总之，超临界流体萃取是一种高效、环保的分离和提纯技术。
它基于超临界流体对物质的高溶解能力和可调控性，可广泛应用于食品、医药、化工等领域，具有很大的发展潜力。
超临界流体萃取技术及其应用简介
超临界流体萃取技术及其应用简介一、本文概述《超临界流体萃取技术及其应用简介》一文旨在全面介绍超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE）这一先进的分离和提取技术，以及其在各个领域的广泛应用。
本文将概述超临界流体萃取技术的基本原理、特点、优势以及在实际应用中的成功案例，从而揭示这一技术在现代科学和工业中的重要地位。
超临界流体萃取技术利用超临界流体（如二氧化碳）的特殊性质，通过调整压力和温度实现对目标组分的有效提取。
与传统的提取方法相比，超临界流体萃取具有操作简便、提取效率高、溶剂残留低、环境友好等诸多优点，因此受到广泛关注。
本文将从理论基础入手，详细阐述超临界流体萃取技术的原理及其在不同领域的应用。
通过案例分析，我们将展示这一技术在医药、食品、化工、环保等领域取得的显著成果，以及其对现代工业发展的推动作用。
我们将对超临界流体萃取技术的发展前景进行展望，以期为读者提供全面的技术信息和应用参考。
二、超临界流体萃取技术的基本原理超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE）是一种先进的提取分离技术，其基本原理是利用超临界状态下的流体作为萃取剂，从目标物质中分离出所需组分。
超临界流体指的是在温度和压力超过其临界值后，流体既非液体也非气体的状态，具有介于液体和气体之间的独特物理性质，如密度、溶解度和扩散系数等。
在超临界状态下，流体对许多物质表现出很强的溶解能力，这主要得益于其特殊的物理性质。
通过调整温度和压力，可以控制超临界流体的溶解能力和选择性，从而实现对目标组分的有效提取。
常用的超临界流体包括二氧化碳（CO₂）、乙烯、氨等，其中二氧化碳因其无毒、无臭、化学性质稳定且易获取等优点，被广泛应用于超临界流体萃取中。
在超临界流体萃取过程中，目标物质与超临界流体接触后，其中的目标组分因溶解度差异而被选择性溶解在超临界流体中。
超临界流体萃取的基本原理
临界 压力
/MPa 4.22 3.95 3.6 7.99 6.38 4.76 7.23 4.4 3.68 4.89 4.11 3.76 22.00
-78.5 二氧化碳 -33.4 氨 -164.0 甲烷 -88.0 乙烷 -44.5 丙烷 -0.5 n-丁烷 36.5 n-戊烷 69.0 n-己烷 2,3-二甲基丁烷 58.0 -103.7 乙烯 -47.7 丙烯 -29.8 流体萃取
夹带剂的使用 在超临界状态下， CO2具有选择性溶解。SFECO2对低分子、低极性、亲脂性、低沸点的成 分表现出优异的溶解性。而对于分子量较大和 极性集团较多的成分的萃取，就需加入第三组 分（夹带剂），来改变原来有效成分的溶解度。 常用的夹带剂有丙酮、乙醇、甲醇等。 夹带剂的作用 1、可以大大地增加其溶度和选择性。2、降低 所需要的操作温度和压力。3、增加产量，缩 短加工时间。4、提高目的物纯度。
超临界流体萃取与溶剂萃取相比有以下 突出的优点：
(1)可以在接近室温(35-40℃)下进行提取，有
效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。 (2)使用SFE是最干净的提取方法,无溶剂残
留，纯净。 (3)萃取和分离合二为一，工艺简单易掌握，
萃取效率高而且能耗较少，节约成本。 (4) CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且可 以循环使用。
超临界流体色谱(SFC)
超临界流体色谱
是指以超临界流体为流动相，以固体吸附剂(如硅 胶)或键合到载体(或毛细管壁)上的高聚物为固定相的 色谱。超临界流体色谱兼有气相色谱和液相色谱的 特点。操作温度主要决定于所选用的流体。超临界 流体容易控制和调节，在进入检测器前可以转化为 气体、液体或保持其超临界流体状态，因此可与现 有任何液相或气相的检测器相连接，能与多种类型 检测器相匹配，扩大了它的应用范围和分类能力， 在定性、定量方面有较大的选择范围。
超临界流体萃取
1.2与其他分离方法的联系 a 蒸馏－物质在流动的气体中，利用蒸汽压不同进行蒸发分
离。
b. 液－液萃取－利用溶质在不同溶液中溶解度不同。 c. 超临界流体萃取－利用SCF，依靠被萃物在不同蒸 汽压下所具有不同化学亲和力和溶解力（蒸汽压－相 分离作用。
1.3 发展史
①1896年 英国 Hanny等通过实验发现金属卤化物可被超 临界乙醇和四氯化碳溶解，但当P降低，金属卤化物又重 新析出。 ②20世纪50年代 Todd等理论上提出SCF萃取分离的可能 性。 ③1978年 一系列SFE有关的学术会议 ④中国 1981年刚刚起步
根据分离对象和分离目的来选择极性或非极性溶剂
2.5夹带剂的使用
（1）单一组分的超临界溶剂缺点包括：
①某些物质在纯超临界流体中溶解度很低，如超临界CO2 只能有效地萃取亲脂性物质，不适合糖、氨基酸等极性 物质 ②选择性不高，导致分离效果不好；
③溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感，使溶质与 超临界流体分离时耗费的能量增加。
P1V 1 P 2V 2 T1 T2
2.2 基本原理
（1）原理：
利用超临界流体在临界区附近，温度和压力微小的变 化，而引起流体密度大的变化，而非挥发性溶质在超 临界流体中溶解度大致和流体的密度成正比。保持T恒 定，增大P，流体密度增大，溶质溶解度增大，萃取能 力增强；降低P，流体密度减小，溶质溶解度降低，萃 取剂与溶质分离。从而能很好的固体或液体中萃取出 某种高沸点或热敏性成分
第八节 超临界流体萃取
1.概述 2.超临界流体萃取的理论基础
3.超临界流体萃取的基本过程
4.超临界流体萃取的应用
5.超临界流体萃取的优缺点
1. 超临界流体萃取-概述
1.1定义
超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取的原理超临界流体萃取是一种高效、环保的分离技术，通常与传统的有机溶剂萃取相比，具有更高的选择性和更广泛的应用范围。
本文将介绍超临界流体萃取的原理，包括超临界流体的定义、超临界流体萃取的机理、超临界流体萃取的优势和应用以及超临界流体萃取技术的进展。
1. 超临界流体的定义超临界流体是指在临界点以上（即临界温度和临界压力的组合）的温压条件下，液体和气体进入一种状态，成为具有超临界特性的流体。
超临界流体具有较高的扩散性、低粘度、大的溶解能力和稳定性等特点，适用于高效、环保地萃取、分离和提纯天然产物中的活性成分，也可用于化学反应和催化反应等领域。
超临界流体萃取的机理是基于超临界流体溶解性质的变化。
超临界流体溶解能力的改变是由于在临界点以上，流体密度的变化和物理化学性质的变化引起的。
在这种超临界条件下，超临界流体具有比传统的有机溶剂更高的溶解能力和选择性。
萃取时，样品与超临界流体接触，部分或全部目标物溶解于超临界流体中，形成溶液。
随着温度、压力等条件的变化，目标物从溶液中被释放，从而实现了分离和提纯。
（1）高效性：超临界流体有较高的溶解能力和扩散性，可以实现快速、高效的萃取。
（2）环保性：超临界流体无毒、无味、无污染，分离过程不会产生二次污染。
（3）低能耗：萃取过程只需温度和压力，能耗较低。
（4）可控性：温度、压力等条件可调控，有利于提高选择性。
（5）广泛应用：适用于天然产物中的多种目标物质，如植物精油、色素、药物、生物活性物质等。
超临界流体萃取已应用于多个领域，如食品、医药、化工、石油等行业，以及环境保护、新材料等科技领域。
随着科技不断发展，超临界流体萃取技术也在不断进步。
最受关注的是超临界流体萃取与其他技术结合的研究，如超临界流体萃取-色谱联用、超临界流体萃取-液相色谱/气相色谱联用等，这些结合技术能够进一步提高选择性和灵敏度，有望应用于更多的领域。
研究人员还在探索新型的超临界流体，以提高其溶解能力和选择性，为超临界流体萃取技术的进一步发展提供支持。
超临界流体萃取技术
2、超临界流体萃取的过程系统 、
二、超临界流体萃取工艺流程图
流程：原料过筛后进入萃取釜E， 流程：原料过筛后进入萃取釜 ，C02 过筛后进入萃取釜 由高压泵H加压，经过换热器 升温 由高压泵 加压，经过换热器R升温 加压 使其成为既具有气体的扩散性而又有 液体密度的超临界流体， 液体密度的超临界流体，该流体通过 萃取釜萃取出植物油料后， 萃取釜萃取出植物油料后，进入第一 级分离柱S 经减压，升温。 级分离柱 1，经减压，升温。 由于压力降低， 流体密度减小， 由于压力降低，C02流体密度减小， 溶解能力降低，植物油便被分离出来。 溶解能力降低，植物油便被分离出来。 C02流体在第二级分离釜 2进一步经减 流体在第二级分离釜S 压，植物油料中的水分，游离脂肪酸 植物油料中的水分， 便全部析出， 由冷凝器K冷凝 冷凝， 便全部析出，纯C02由冷凝器 冷凝， 经储罐M后 再由高压泵加压， 经储罐 后，再由高压泵加压，如此 循环使用。 循环使用。
3、超临界流体的溶解能力
超临界流体的溶解能力， 超临界流体的溶解能力 ， 与密度有很大 关系， 在临界区附近， 关系 ， 在临界区附近 ， 操作压力和温度 的微小变化， 的微小变化 ， 会引起流体密度的大幅度 变化，因而也将影响其溶解能力。 变化，因而也将影响其溶解能力。
4、 超临界流体的萃取选择性 、
二、超临界流体萃取的基本原理和方法
（一）超临界流体萃取的基本概念
临界温度（ ） 临界温度 （ Tc） ： 物质处于无论多高压力下均不能 被液化的最低温度。 被液化的最低温度。 相对应的压力称为临界压力。 临界压力 (Pc)：与Tc相对应的压力称为临界压力。 ： 相对应的压力称为临界压力 超临界区域：在压温图中， 超临界区域：在压温图中，高于临界温度和临界压力 的区域称为超临界区。 的区域称为超临界区。 超临界流体： 超临界流体：如果流体被加热或被压缩至高于临界点 时，则该流体即为超临界流体 超临界点时的流体密度称为超临界密度 (ρc) ， 其倒 ρ 数称为超临界比容(Vc)。 数称为超临界比容 。
现代分离技术
现代分离技术超临界流体萃取1、超临界流体萃取（SFE）的基本原理SFE利用SCF作为萃取溶剂，SCF所具有独特的物理化学性质，使其极易于渗透到样品基体中去，通过扩散、溶解、分配等作用，使基体中的溶质扩散并分配到SCF中，从而将其从基体中萃取出来。
提取完成后，改变体系温度或压力，使超临界流体变成普通气体一散出去，物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出，达到提取和分离的目的。
2、超临界流体萃取（SFE）的特点①通过调节温度和压力可提取纯度较高的有效成分或脱出有害成分；②选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度或无氧环境下操作，分离、精制热敏性物质和易氧化物质；③SFE具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提取有效成分；④通过降低超临近流体的密度，容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回收溶剂无相变过程，能耗低；⑤兼有萃取和蒸馏的双重功效，可用于有机物的分离和精制。
超临界萃取优于液体萃取超临界流体的密度接近于液体超临界流体的粘度接近于普通气体超临界流体的扩散能力比液体大100倍超临界萃取的原则流程流程主要分为两部分：① 在超临界状态下，溶剂气体与原料接触进行萃取获得萃取相；② 将萃取相进行分离，脱除溶质，再生溶剂。
2.2 超临界萃取的特点（1）.选择性超临界流体萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。
提高溶剂选择性的基本原则是：①操作温度应和超临界流体的临界温度相接近②超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相接近若两条原则基本符合，效果就较理想，若符合程度降低，效果就会递减临界温度接近操作温度者，溶解度大临界温度相同的气体中与溶质化学性质相似的气体溶解度大（2).溶解度溶质的溶解度随着流体相密度的增加而强烈的增加。
物质在超临界流体中的溶解度C 与超临界流体的密度ρ之间的关系可以用下式表示：lnC=mlnρ+b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。
(3).传递性质超临界流体的传递性质值的范图在气体和液体之间，例如在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出l0～100倍，但是黏度就比其小10～l00倍，这就是说超临界流体是一种低黏度、高扩散系数易流动的相，所以能又快又深地渗透到包含有被萃取物质的固相中去，使扩散传递更加容易。
超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取是一种利用超临界流体作为萃取剂的技术，其原理基于超临界流体具有较高的溶解能力、较低的粘度和表面张力。
超临界流体是指在一定的温度和压力下，达到临界点以上的流体状态。
常用的超临界流体包括二氧化碳、乙烷和丙烷等。
超临界流体的密度、粘度和溶解能力与温度和压力有关，可以通过调节温度和压力来调控其性质。
在超临界流体萃取中，将待提取物质与超临界流体接触，利用超临界流体的高溶解能力将目标物质从原料中萃取出来。
超临界流体具有和液体相似的扩散性能，但由于其粘度较低，能够更好地渗透到原料中，提高了提取效率。
超临界流体萃取的原理是基于溶解度的变化。
当超临界流体的密度较低时，溶解度较低，随着压力的增加，密度和溶解度增加。
另一方面，当超临界流体的密度较高时，溶解度较高，随着温度的升高，密度和溶解度减小。
因此，通过调节温度和压力，可以控制超临界流体的溶解度，实现对目标物质的选择性提取。
超临界流体萃取在食品、医药、化工等领域具有广泛应用。
与传统的溶剂萃取相比，超临界流体萃取具有环境友好、高效节能、溶剂回收利用等优点。
由于超临界流体的可调性和选择性，超临界流体萃取也可以用于提取不同性质的物质，如挥发性物
质、非极性物质和热敏性物质等。
因此，超临界流体萃取技术在工业生产中具有广阔的应用前景。
超临界流体的萃取原理
超临界流体的萃取原理超临界流体是指在临界温度和临界压力以上的条件下，气体与液体之间的边界变得模糊，具有介于气体和液体之间的物理特性。
超临界流体在萃取过程中具有较高的溶解力、低的粘度和表面张力，使得其在化学、食品、制药等领域具有广泛的应用。
超临界流体的萃取原理主要是基于溶解度的变化。
溶解度是指单位溶剂中能够溶解的溶质的质量或体积。
对于溶解度随温度的曲线而言，当超临界流体温度接近临界温度时，溶解度呈现急剧增加的趋势，而在临界温度以上，超临界流体的溶解度基本上变为无穷大。
超临界流体的萃取主要通过以下步骤进行：1. 预处理：将待提取的原料进行预处理，例如破碎、粉碎、干燥等，以增加其表面积，便于溶质与超临界流体的接触和扩散速度。
2. 超临界萃取器：将预处理后的原料放入超临界萃取器内。
超临界萃取器一般为密封式容器，能够承受较高的温度和压力。
在萃取器中，通过加热和增加压力，将超临界流体（通常为二氧化碳）转变为超临界状态。
3. 萃取过程：在超临界状态下，超临界流体具有较高的溶解力，可渗透固体原料中的有用成分。
超临界流体以类似气体的方式进入原料粒子内部，与溶质发生相互作用，将有用成分溶解在超临界流体中。
4. 分离：将含有有用成分的超临界流体从原料中分离出来。
通常采用降温、减压等方式，使超临界流体迅速恢复到气态或液态，有用成分则被分离出来。
此外，也可以通过进一步提高温度和压力，实现超临界流体的再循环利用。
超临界流体的萃取具有以下优点：1. 高效性：由于超临界流体具有较高的溶解力和扩散速度，可以在较短的时间内将有用成分从原料中萃取出来。
2. 温和性：与传统的有机溶剂相比，超临界流体萃取不需要高温和强酸碱条件，对原料的化学性质和活性成分具有较好的保护作用。
3. 环保性：超临界流体主要采用二氧化碳等无毒、无污染的物质，对环境没有污染，符合可持续发展的要求。
4. 可控性：超临界流体的溶解能力可通过调节温度、压力和流体密度等参数来控制，使得萃取过程具有较好的可控性。
超临界流体萃取原理
超临界流体萃取原理超临界流体萃取是一种高效、环保的化学分离技术，它利用超临界流体作为萃取剂，将目标物从混合物中分离出来。
本文将从以下几个方面详细介绍超临界流体萃取的原理。
一、超临界流体的定义和特性超临界流体是指在高于其临界点温度和压力下，气态和液态之间不存在明显的相界面，具有气态和液态双重性质的物质。
其特性包括：1.密度可调节：随着温度和压力的改变，密度可以在液态和气态之间任意调节。
2.扩散系数大：由于密度较低，扩散系数比传统溶剂大。
3.粘度小：由于没有明显的相界面，粘度比传统溶剂小。
4.溶解能力强：由于密度可调节、扩散系数大、粘度小等特性，使得超临界流体具有很强的溶解能力。
二、超临界流体萃取原理超临界流体萃取是利用超临界流体对混合物中目标物质进行选择性提取和分离的一种化学分离技术。
其原理主要包括以下几个方面：1.质量传递超临界流体萃取过程中，目标物质从混合物中向超临界流体中传递，形成浓度梯度。
质量传递是萃取过程的基本原理之一。
2.溶解和扩散由于超临界流体具有很强的溶解能力和扩散系数大的特点，因此目标物质可以在超临界流体中迅速溶解和扩散。
3.选择性提取由于不同物质在超临界流体中的溶解度不同，因此可以通过改变温度、压力等条件来实现对目标物质的选择性提取。
4.回收和再利用超临界流体萃取后，目标物质可以通过改变温度、压力等条件使其从超临界流体中析出，从而实现对目标物质的回收和再利用。
三、应用领域超临界流体萃取技术在化学、生物、环境等领域都有广泛应用。
其中主要包括以下几个方面：1.天然产物提取超临界流体萃取可用于天然产物的提取，如植物中的有效成分、海洋生物中的活性物质等。
2.药物制造超临界流体萃取可用于药物制造过程中的分离和纯化，如对药品中杂质的去除、对有机合成反应产物的提取等。
3.环境监测超临界流体萃取可用于环境监测领域，如对水体、土壤等样品中有害物质的提取和分离。
4.食品加工超临界流体萃取可用于食品加工领域，如咖啡因、黄酮类化合物等天然产物的提取和分离。
超临界萃取名词解释
超临界萃取名词解释
超临界萃取，又称超临界流体抽提，是一种分离或提取方法，它使用特殊的溶剂，其临界点高于室温，从而抽取某种物质。
这一方法常被用来从天然物质中提取有价值的成分，并且在提取过程中避免直接接触溶液，能够确保所提取成分的洁净度。
超临界萃取的基本原理是利用溶剂的临界状态，以及溶剂和成分之间的相互作用产生的冷却效果，来将某种物质从大量的混合物中分离出来。
当溶剂的温度升高到临界点时，溶剂的密度和体积会降低，溶质的浓度也会降低，这种相变的外观常常表现为溶剂的状态转变，也就是液体转变为气体，也可能是气体转变为固体。
而且，超临界萃取还受到温度控制，可以控制出比例，也可以控制纯度。
在超临界萃取过程中，溶剂和物质之间的相互作用是很重要的，溶剂和物质之间的作用取决于溶剂的特性，物质的特性和温度。
超临界萃取的抽提过程可以通过调整溶剂的压力来控制，以便达到较高的抽提效率和效果。
超临界萃取的一个优点是，可以在抽提过程中更精确地控制物质的提取效率，因为超临界萃取可以更精确地控制物质在液体和气体状态之间的转换，从而更有效地抽取物质。
此外，一个明显的优点是，超临界抽取不会影响物质的性质，因为它是在低温和低压的状态下完成的，而且可以确保抽取的成分的洁净度。
总之，超临界萃取是一种十分有效的分离抽提方法。
它不仅可以有效地从天然物质中抽取有价值的成分，还可以有效地控制物质的抽
提效率，确保所抽出成分的洁净度，同时不会改变物质的性质，因此得到了越来越多应用在食品、药物和农药中的广泛应用。
超临界萃取的技术原理
一、超临界萃取的技术原理利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。
在超临界状态下，将超临界流体与待别离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。
当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最正确比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而到达别离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和别离过程组合而成的。
超临界CO2是指处于临界温度与临界压力〔称为临界点〕以上状态的一种可压缩的高密度流体，是通常所说的气、液、固三态以外的第四态，其分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体，因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质，同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性，比普通液体溶剂传质速率高，并且扩散系数介于液体和气体之间，具有较好的渗透性，而且没有相际效应，因此有助于提高萃取效率，并可大幅度节能。
超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。
由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数，因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。
超临界CO2的粘度是液体的百分之一，自扩散系数是液体的100倍，因而具有良好的传质特性，可大大缩短相平衡所需时间，是高效传质的理想介质；具有比液体快得多的溶解溶质的速率，有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力；具有不同寻常的巨大压缩性，在临界点附件，压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化，所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2的溶解能力，提高萃取的选择性；通过降低体系的压力来别离CO2和所溶解的产品，省去消除溶剂的工序。
在传统的别离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性〔表现在溶解度〕的差异来实现别离的；蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度〔蒸汽压〕的不同来实现别离的。
超临界流体萃取的基本原理
超临界流体萃取的基本原理(一)超临界流体涵义任何一种物质随着温度和压力的变幻都会以二种状态存在，也就是我们常说的三种相态：气相、液相、固相。
气相、液相、固相之间是紧密相关的，同时三者之间也是可以互相转化的，在一个特定的温度和压力条件下，气相、液相、固相见达成平衡，这个三相共存的特定状态点，通常就叫三相点；而液、气两相达成平衡状态的点称为临界点，在临界点时的温度和压力就称为临界温度和临界压力。
不同的化学物质其本身的特性也千差万别，因此其临界点所要求的压力和温度会有很大的差异。
图7-1 相图图7-1中的阴影区所处的状态其温度和压力均高于临界点时所处的温度和压力，与常说的气、液、固三相不同，因此将这种高于临界温度和临界压力而临近临界点的状态称为超临界状态。
处于超临界状态时，气液两相性质十分相近，以至难以分离，因此将处于超临界状态的物质称之为超临界流体。
目前讨论较多的超临界流体是超临界，流体在超临界状态下兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相当的高蔓延系数和低黏度，又具有与液体相近的密度和良好的溶解能力，且其溶解能力也可通过控制温度和压力来举行调整。
同时它还具有无毒、不燃烧、与大部分物质不发生化学反应、价格低廉等优点，因此应用最广泛。
(二)超临界流体萃取的基本原理超临界流体萃取本质仁就是调控压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而达到萃取分别的目的。
当气体处于超临界状态时，其性质介于液体和蔼体之间，既其有和液体相近的密度，也具有很好的蔓延能力，其黏度高于气体但显然低于液体，因此对基质有较好的渗透性和较强的溶解能力，可以将基质中某些分析物与基质分别而转移至流体中从而将其萃取出来。
按照口标分析物的物理化学性质，通过调整合适的温度和压力来调整超临界流体的溶解性能，便可以有挑选性地依次把目标分析物萃取出来。
固然，所得到的萃取物可能不是单一的，但可以通过控制合适的试验条件得到最佳比例的混合物，然后再借助减压等方式，将被萃取的分析物举行分别，从而达到分别纯化的目的，将第1页共3页。
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超临界CO2流体的性质
➢ CO2萃取剂优点
1. 临界温度和临界压力低(Tc=31.1℃，Pc=7.38MPa)， 操作条件温和。
2. CO2可看作是与水相似的无毒、廉价的有机溶剂。 3. CO2在使用过程中稳定、无毒、不燃烧、安全、不
污染环境，且可避免产品的氧化。 4. CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金量，并
超临界流体萃取的基本原理
超临界流体萃取分离过程的原理：
1. 将超临界流体与待分离的物质接触，使待分离的物 质充分溶解在超临界流体中。
2. 控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、 升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物 质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的
超临界流体的临界数据
化合物
二氧化碳 氨 甲烷 乙烷 丙烷
n-丁烷 n-戊烷 n-己烷 2,3-二甲基丁烷 乙烯 丙烯 二氯二氟甲烷 二氯氟甲烷
沸点 /℃
-78.5 -33.4 -164.0 -88.0 -44.5 -0.5 36.5 69.0 58.0 -103.7 -47.7 -29.8 8.9
临界 温度℃
31.06 132.3 -83.0 32.4
97 152.0 196.6 234.2 226.0
9.5 92 111.7 178.5
临界压 力MPa
7.39 11.28
4.6 4 5.07 4.67 3.99 5.17
化合物
三氯氟甲烷 一氯三氟甲烷 1,2-二氯四氟乙烷
甲醇 乙醇 异丙醇 一氧化二氮 甲乙醚 乙醚 苯 甲苯 六氟化硫 水
沸点 /℃
23.7 -81.4 3.5 64.7 78.2 82.5 -89.0 7.6 34.6 80.1 110.6 -63.8 100
临界 温度 /℃
196.6 28.8 146.1 240.5 243.4 235.3 36.5 164.7 193.6 288.9 318 45 374.2
超临界流体的选择
相似相溶
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。
温度
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。
超临界流体的选择
• 选择萃取剂的主要因素
•溶解度高，选择性好 •临界压力不能太高 •临界温度在室温附近 •价格便宜，容易获得 •化学稳定，无毒，不腐蚀设备
超临界流体的传递性质数据的比较
物质状态 密度（g/cm-3）
气态
(0.6-2) ×10-3
粘度(Pa*s)
(1-3) ×10-5
扩散系数(cm2*s-1)
0.1-0.4
液态
SCF
0.6-2 0.2-0.5
(0.2-3) ×10-3 (1-3) ×10-5
(0.2-2) ×10-2
10-4-10-3
➢传递性质
➢密度接近液体－－萃取能力强，因为溶剂化能力 强，压力和温度的微小变化可导致其密度显著变化。 ➢粘度接近气体－－传质性能好，具有很强的传递性 能和运动速度。
超临界流体是溶解能力强、黏度低、扩散系数高的 易流动的相
超临界流体的性质
溶解能力
流体密度
压温 力度 溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关，SCF也 与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密度， 便能溶解许多不同类型的物质。 由于组成混合物的各个组分在SCF中溶解度的差异，达到 选择性地提取各种类型化合物的目的。
临界 压力 /MPa
4.22 3.95 3.6 7.99 6.38 4.76 7.23 4.4 3.68 4.89 4.11 3.76 22.00
超临界CO2流体的性质
二氧化碳临界点：Tc=31.26℃、Pc=7.2MPa
超临界CO2流体的性质
超临界CO2流体的性质
在临界点附近，密 度有很宽的变化范 围；稍微改变温度、 压力可使密度发生 显著变化，进而大 大影响溶解能力。
且无有害溶剂的残留。 4. 在超临界CO2萃取时，被萃取的物质通过降低压力，
或升高温度即可析出，萃取流程简单。 因此用超临界萃取方法提取天然产物时，一般用 CO2作萃取剂。
超临界流体萃取
➢夹带剂的使用 在超临界状态下， CO2具有选择性溶解。SFECO2对低分子、低极性、亲脂性、低沸点的成 分表现出优异的溶解性。而对于分子量较大和 极性集团较多的成分的萃取，就需加入第三组 分（夹带剂），来改变原来有效成分的溶解度。 常用的夹带剂有丙酮、乙醇、甲醇等。 ➢夹带剂的作用 1、可以大大地增加其溶度和选择性。2、降低 所需要的操作温度和压力。3、增加产量，缩 短加工时间。4、提高目的物纯度。
超临界状态：当物质所处的温度高于临界温度，压
力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。
超临界流体(SCF) ：是指物质处在临界温度（Tc）和
临界压力(Pv)以上时形成的一种特殊状态的流体。
超临界流体萃取(SFE) ：是以超临界流体作为萃取
剂，从固体或液体中萃取出某种溶质的单元操作过程。
超临界流体的性质
超临界流体萃取的基本原理
目录
超临界的有关概念 超临界流体的性质 超临界流体萃取的基本原理 超临界流体萃取的主要影响因素
有关概念
什么是超临界：任何一种物质都存在三种相态----气
相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。 气、液两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的 温度和压力称为临界温度和临界压力。不同的物质其 临界点所要求的压力和温度各不相同。
当一种流体处于其临界点的温度和压力之下， 则称之为超临界流体。
无论压力多高，流体都不 能液化，流体的密度随压 力增高而增加
超临界流体的性质
• 物质在三相点时，气、 液、固三态处于平衡 状态。
• 在临界点时，气、液 两相呈平衡状态。
• 在物质的临界温度时， 其气相和液相具有相 同的密度。
• 物质处于临界点时， 向该状态气体加压， 气体不会液化，只是 密度增大，具有类似 液体性质，同时还保 留有气体性能
超临界流体具有气体和液体的双重特性，它既有与气体
相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密
度和对许多物质优良的溶解能力，而且扩散系数约是液 体的100倍。由于溶解过程包含分子间的相互作用和扩 散作用，因而SF对许多物质有很强的溶解能力。这些特 性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。
超临界流体的性质