超临界流体萃取
超临界流体萃取法名词解释
超临界流体萃取法名词解释一、什么是超临界流体萃取法1、超临界流体萃取法(superconductiv)：利用具有临界压力和温度的液态或气态物质作为萃取剂，使其在临界压力下进行萃取。
超临界萃取可使一些难溶于有机溶剂的物质如萜类、生物碱等以萃取相析出而达到分离提纯的目的，也可以从矿物质中萃取有用元素，如萃取铅、锌、金等。
2、超临界流体的特性：⑴密度大，黏度小。
⑵沸点高，临界温度高。
⑶具有非活性性质，无毒。
⑷密度与组成的关系为：密度ρ比黏度(mPa·s)，其数值与超临界流体种类有关。
⑸对非极性或弱极性化合物(如极性或非极性植物油)能显示很好的萃取效果。
⑹在水溶液中易于与其他物质混合均匀。
⑺在一定条件下可发生相变。
二、超临界流体萃取的原理1、超临界流体的特性：⑴密度大，黏度小。
⑵沸点高，临界温度高。
⑶具有非活性性质，无毒。
⑷密度与组成的关系为：密度ρ比黏度(mPa·s)，其数值与超临界流体种类有关。
⑸对非极性或弱极性化合物(如极性或非极性植物油)能显示很好的萃取效果。
⑹在水溶液中易于与其他物质混合均匀。
⑺在一定条件下可发生相变。
三、超临界流体萃取的装置简介2、超临界流体萃取机理：分散在液体中的固体颗粒与水接触，将溶解度极低的溶质微粒子吸附在固体颗粒表面上形成吸附层，再经分离回收其他产品。
一般认为超临界状态下溶质微粒间的相互作用主要是静电作用。
由于超临界流体具有独特的物理化学性质，所以在萃取过程中一般情况下，溶质被包容在固体颗粒周围，形成类似于海绵状结构，超临界流体中的溶质粒子就象海绵吸水一样吸附了水分子，使溶质以自由流动的形式移动到萃取相。
四、超临界流体萃取技术应用：通过萃取精油，合成高纯度单方或复方精油；从天然植物中提取维生素、氨基酸等营养保健品；萃取香料中有用成分，制备具有特殊香气的精油；从海洋生物中提取活性物质，制取生物药物等。
超临界流体萃取
超临界流体萃取一、超临界流体萃取的原理和流程超临界流体萃取技术(supercritical fluid extraction, SFE)是20世纪80年月兴起的一种以超临界流体作为流淌相的新型分别提取技术。
超临界流体(SCF )是温度与压力均在其临界点之上的流体，性质介于气体和液体之间，有与液体相临近的密度，与气体相临近的黏度及高的蔓延系数，故具有很高的溶解能力及好的流淌、传递性能。
超临界流体的表面张力几乎为零，因此具有较高的蔓延性能，可以和样品充分混合、接触，最大限度地发挥其溶解能力。
在萃取分别过程中，溶解样品在气相和液相之间经过延续的多次的分配交换，从而达到分别的目的。
可以作为超临界流体的溶剂有、、、和水等，其中是首选的萃取剂，超临界作为萃取剂有以下特点：①临界压力适中，临界温度31.6℃，分别过程可在临近室温条件下举行，相宜分别热敏性和易氧化的产物；②密度大，溶解性能强；③价廉，无毒，惰性，易精制，极易从萃取产物中分别。
超临界CO2的极性小，相宜非极性或极性较小物质的提取，为了提取极性化合物，需要在超临界CO2中加入一定量的极性成分—夹带剂，以转变超临界流体的极性，目前常用的夹带剂有、和水等。
超临界流体萃取的原理是：按照相像相溶原理，在高于临界温度和临界压力的条件下，利用超临界流体的特性，从样品中萃取目标物，当复原到常压和常温时，溶解在CO2流体中的成分立刻以溶于汲取液的液体状态与气态CO2分开，从而达到萃取目的。
超临界流体萃取流程暗示图见图8-25, 1,2,3,4,5为超临界流体提供系统(10,2提供改性剂)；7为萃取器；8,5,9为萃取物收集系统。
转变压力和温度，可以转变超临界流体的溶解能力，针对被萃取溶质的极性和分子大小，可以得到适当溶解能力的超临界流体，建立挑选性比较高的萃取办法。
二、超临界流体萃取的应用超临界流体萃取技术因为其独特的优点，使其在医药、食品、化妆品及香料、环境、化学工业等各领域得到了广泛的应用。
第三章 超临界流体萃取技术
四、超临界流体在食品工业中的应用
1、植物油的提取 压榨法 溶剂萃取法 超临界萃取
2、咖啡豆和茶叶中咖啡碱的提取
3、处理食品原料 去除粗脂肪
4、去除烟草中的尼古丁 5、香料的提取 6、生化制品：氨基酸、蛋白质、酶、多 肽、柠檬油、胡椒碱等
思考题
1、临界状态及临界温度、临界压力和临 界密度的概念。 2、超临界流体及其特性。 3、超临界流体萃取的原理、特点及典型 的工艺流程。
医学资料
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
见图3－1
3、超临界流体萃取的特征
效率高 工艺条件容易控制 溶剂不易造成污染 适用于热敏性或易氧化的成分 需要高压设备
4、超临界流体的选择
(1) 操作温度与临界温度接近 (2) 萃取剂与待分离组分的化学性质相 似。 等等。
CO2作为萃取剂的优点：
临界温度、 临界压力、 化学性质、 无污染、 防氧化和抑制好气性微生物、 易得。
此过程中温度的上升引致热膨胀，使液相的密度减 小；而压力的上升则将气相压缩，使其密度加大。 在临界点上，两相的密度相等，气相与液相的分界 消失，这时物质就成为超临界流体。当物质超过临 界温度时，不会发生冷凝和蒸发的现象，而只以流 动的形式存在在临界区内：常态下的气体物质会表 现出液体一样的密度和随压力增大而显著增长的溶 解能力。
三、超临界流体的工艺
热 交 换 器
热交换器 压缩机或泵 过滤器
CO2
图2 超临界CO 2萃取的基本流程
超临界流体萃取的基本流程
三、超临界流体的工艺流程
1、等温变压法：整个过程温度基本不变，
压力变化，如图所示。此流程易于操作，应用 最为广泛，而且适于对温度有严格限制的物质 的萃取过程，但因萃取过程有不断的加减压步 骤，能耗较高。
超临界流体萃取
超临界流体萃取超临界流体萃取是一种在化学和化工领域被广泛应用的技术，在物理和化学特性上介于气体和液体之间的超临界流体作为溶剂，可以有效地提取出目标物质。
超临界流体萃取不仅具有高效、环保、无残留等优点，还可以对被提取物进行选择性的分离和富集。
超临界流体萃取的溶剂是指处于超临界状态下的物质，即超临界流体。
超临界流体的特点是密度和粘度较低，扩散性好，可逆性强，具有良好的传质特性。
常用的超临界流体有二氧化碳、乙烯、丙烯等。
超临界流体的选择取决于被提取物质的性质以及实际应用需求。
超临界流体萃取的工作原理是利用超临界流体的溶解力差异，通过温度、压力的调节来实现对目标物质的分离和富集。
在超临界条件下，溶剂与物质之间的相互作用力会发生变化，导致物质在超临界流体中的溶解度发生变化。
通过适当调节温度和压力，可以实现对目标物质的选择性萃取。
超临界流体萃取在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。
在食品工业中，超临界流体萃取可以用于提取植物原料中的营养成分、天然色素等；在医药领域，超临界流体萃取可以用于药物的提取、分离和纯化；在化工领域，超临界流体萃取可以用于分离混合物、回收溶剂等。
相比传统的溶剂萃取方法，超临界流体萃取具有许多显著的优点。
首先，超临界流体具有较低的粘度和表面张力，使其能够渗透到微观孔隙中，提高了质量传递速率。
其次，超临界流体的物理性质可以通过改变温度和压力来调节，从而实现对溶剂-物质相互作用的控制。
再次，超临界流体具有较低的表面张力，溶解度可以在较宽的范围内调节，从而实现对目标物质的选择性分离。
最后，超临界流体萃取过程中不使用有机溶剂，减少了有机排放和环境污染。
然而，超临界流体萃取技术也存在一些挑战和限制。
首先，由于超临界流体的物理性质受温度和压力的影响较大，操作条件较为苛刻。
其次，超临界流体的设备和操作成本较高，限制了其在工业生产中的应用。
此外，超临界流体萃取的工艺参数和操作条件的选择需要经验和专业知识的支持。
超临界流体萃取
7.3.4 在化工方面的应用
在美国超临界技术还用来制备液体燃料。 以甲苯为萃取剂,在Pc=100atm,Ｔｃ=400～ 440℃条件下进行萃取,在SCF溶剂分子的扩散 作用下,促进煤有机质发生深度的热分解,能使 三分之一的有机质转化为液体产物。此外,从 煤炭中还可以萃取硫等化工产品。美国最近研 制成功用超临界二氧化碳既作反应剂又作萃取 剂的新型乙酸制造工艺。俄罗斯、德国还把 SFE法用于油料脱沥青技术。
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8.2 SFE-SFC联用
SFE-SFC直接联用在大分子分析中较 具优势,在环境有机污染物和其它方面 也很有发展前途。
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8.3 SFE-HPLC、SFE-TLC联用
SFE-HPLC具有高选择性、高灵敏度、 自动化程度高等特点。
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七、超临界流体萃取技术的应用
7.1
超临界ＣＯ2萃取技术在中药开
发方面的应用
7.2 超临界流体技术在其他方面的应用
30
7.1超临界ＣＯ2萃取技术在中药开发方面的应用
在超临界流体技术中,超临界流体萃取技术 与天然药物现代化关系密切。SFE对非极性和中 等极性成分的萃取,可克服传统的萃取方法中因 回收溶剂而致样品损失和对环境的污染,尤其适 用于对温热不稳定的挥发性化合物提取;对于极 性偏大的化合物,可采用加入极性的夹带剂如乙 醇、甲醇等,改变其萃取范围提高抽提率。因此 其在中草药的提取方面具有着广泛的应用。
好，廉价易得等优点。
12
2.2 超临界流体萃取
溶质在SCF中的溶解度大致可认为随SCF的密度 增大而增大。
SCF的密度随流体压力和温度的改变而发生十分 明显的变化。
在较高压力下，使溶质溶解于SCF中，然后使 SCF溶液的压力降低，或温度升高，这时溶解 于SCF中的溶质就会因SCF的密度下降，溶解 度降低而析出。
超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术概述超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为溶剂的分离技术。
超临界流体是介于气体和液体之间的一种物质状态，在超临界状态下具有较高的溶解能力和扩散性能，因此被广泛应用于化工、制药、食品等领域的分离与提纯过程中。
本文将介绍超临界流体的基本概念、特点以及在萃取过程中的应用。
同时，还将探讨超临界流体萃取技术的优点和局限性，并结合实际案例进行分析。
超临界流体的基本概念超临界流体指的是在临界点之上的高压高温条件下，流体达到临界状态。
在超临界状态下，物质的密度和粘度等性质与传统液体和气体有明显差异，具有较高的溶解能力和扩散性能。
常用的超临界流体包括二氧化碳、水蒸汽、乙烯等。
与传统的有机溶剂相比，超临界流体作为溶剂具有以下优点：•高溶解能力：超临界流体的溶解能力比传统有机溶剂高，可以溶解更多的物质。
•可控性强：通过调节温度和压力等条件，可以控制溶解度和提取速度。
•萃取效率高：超临界流体在溶解物质后，可以通过调节温度或者减压来实现溶剂的快速脱失，从而提高萃取效率。
•环保可持续：超临界流体一般是可再生的，可以循环利用。
超临界流体萃取技术的应用超临界流体萃取技术在许多领域都得到了广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：化工领域超临界流体萃取技术在化工领域用于分离和纯化特定化合物，常见的应用包括：•油脂提取：利用超临界流体（常用的是二氧化碳）可以高效地从植物油中提取脂肪酸、甘油等有机成分，用于制备食用油或者化妆品等产品。
相比传统的溶剂提取方法，超临界流体提取技术更加环保，不会产生有机溶剂残留。
•天然色素提取：超临界流体提取技术也可以应用于从天然植物中提取色素，用于食品、化妆品和纺织品等行业。
•聚合物分离：超临界流体还可以用于聚合物的分离和纯化，提高聚合物的纯度和质量。
制药领域在制药领域，超临界流体萃取技术被广泛应用于药物分离、纯化和微粒制备等方面，常见的应用包括：•天然药物提取：超临界流体提取技术可以高效地从天然植物中提取药物成分，用于药物生产和研发。
超临界萃取
超临界萃取1. 引言超临界萃取是一种利用超临界流体作为萃取介质的分离技术。
超临界流体是指在超过其临界点（临界温度和临界压力）的条件下存在的物质状态，表现出独特的物理和化学性质。
这种技术已经在化学、食品、制药和环境保护等领域得到广泛应用。
本文将介绍超临界萃取的原理、应用和优缺点。
2. 超临界萃取原理超临界萃取的原理基于超临界流体的特殊性质。
在超临界条件下，流体的密度和溶解性都显著增强，从而增强了其对目标物质的溶解能力。
超临界萃取可以选择性地提取目标物质，同时不引入有毒或有害的溶剂。
超临界萃取的基本步骤包括： - 原料准备：选择合适的原料，通常为植物或动物组织。
- 超临界流体的选择：根据目标物质的特性选择合适的超临界流体，常用的有二氧化碳和乙醇。
- 超临界萃取设备：使用高压容器和恒温器来实现超临界条件。
- 萃取过程：将原料置于超临界流体中，通过参数控制溶解和分离的过程。
- 分离和回收：通过减压和蒸发等方法将目标物质从超临界流体中分离提取，并回收使用。
3. 超临界萃取的应用3.1 化学领域超临界萃取在化学合成中的应用越来越广泛。
它可以用于分离和纯化有机化合物，提取天然产物和制备新型材料。
由于超临界流体可调节的溶解能力，可以选择性地提取目标物质，避免了传统方法中使用大量有机溶剂带来的环境问题。
3.2 食品工业在食品工业中，超临界萃取被广泛用于营养成分的提取，如咖啡因从咖啡中的提取，花青素从葡萄皮中的提取等。
超临界萃取不仅能够提取目标物质，还可以保留原料的营养成分，提高产品的质量。
3.3 制药领域超临界萃取在制药领域中也有重要的应用。
它可以用于药物的分离和提纯，提高药物的纯度和效果。
此外，超临界萃取还可以用于药物的微粒化和载药体系的制备，提高药物的生物利用度和稳定性。
4. 超临界萃取的优缺点4.1 优点•高效：超临界流体具有较高的扩散速度和溶解能力，能够在较短时间内完成目标物质的提取。
•环保：超临界流体通常采用二氧化碳等无毒无害的物质，不会对环境和人体健康造成危害。
超临界流体萃取法
超临界流体萃取法超临界流体萃取法，又称为超临界流体提取法，是一种先进的绿色化学分离技术。
它利用临界点附近的高压高温条件下的超临界流体来进行物质的萃取、分离和纯化，具有高效、环保等显著优势。
本文将介绍超临界流体萃取法的原理、应用及前景展望。
## 原理与基础知识超临界流体是介于气态和液态之间的状态，在高压高温下具有较高的溶解能力和扩散能力，因此在化学分离领域具有独特的优势。
超临界流体萃取法的基本原理是通过控制温度和压力，将物质置于超临界条件下，使其与超临界流体发生相互作用，实现目标物质的萃取。
这种方法避免了传统有机溶剂的使用，减少了环境污染，符合绿色化学的发展方向。
## 超临界流体的特性### 1. 高溶解度超临界流体的溶解度随压力和温度的变化呈现出极大的变化，使其能够高效地溶解多种物质，包括极性和非极性物质。
### 2. 温和条件相比传统的溶剂萃取方法，超临界流体萃取法所需的温度和压力通常较低，有利于保护热敏感物质的活性。
### 3. 选择性通过调节超临界流体的性质和条件，可以实现对特定物质的选择性萃取，从而达到高效分离的目的。
## 应用领域### 1. 天然产物提取超临界流体萃取法在提取天然产物中得到了广泛的应用，如植物提取物、海洋生物活性成分等。
其高效、温和的特性使其能够保留大部分活性成分，同时减少了杂质的同时萃取。
### 2. 药物制备在药物制备领域，超临界流体萃取法可以用于分离和纯化药物成分，提高药物的纯度和活性，同时避免了有机溶剂残留的问题。
### 3. 食品工业在食品工业中，超临界流体萃取法可以用于提取食品中的香精、色素等活性成分，保证食品的天然和健康。
### 4. 环境保护由于超临界流体萃取法的绿色环保特性，它在处理废水、废弃物等方面也有着广泛的应用前景。
## 前景展望随着绿色化学的发展和对环保要求的日益提高，超临界流体萃取法将在化学工业、生物工程、医药等领域得到更广泛的应用。
同时，随着研究的深入，超临界流体萃取技术也将不断创新和完善，为各个领域提供更为高效、环保的分离方法。
超临界流体萃取技术
2.1超临界流体的基本性质
2.1超临界流体的基本性质
表一 一些浸出溶剂的沸点与临界特性表
溶剂 乙烯 二氧化碳 乙烷
沸点/℃
临界温度Tc/℃
临界压力Pc/MPa
临界密度ρc/(ɡ/cm2)
-103.9 -78.5 -88.0 -44.7
9.2 31.0 32.2 91.8
5.03 7.38 4.88 4.62
流量 计 分 萃 高压 泵
二 氧 化 碳 气 瓶
解 析 釜
解 析 釜 离 柱
取 釜
冷箱 贮 罐
夹 带 剂 罐
高压 泵
4.超临界流体萃取的特点
（1）具有广泛的适应性
由于超临界状态流体溶解度特异增高的现象 是普遍存在。因而理论上超临界流体萃取技术可 作为一种通用高效的分离技术而应用。
（ 2 ） 萃 取 效 率 高 ， 过 程 易 于 调 节 超临界流体兼具有气体和液体特性，因而超 临界流体既有液体的溶解能力，又有气体良好的 流动和传递性能。并且在临界点附近，压力和温 度的少量变化有可能显著改变流体溶解能力，控 制分离过程
吸附法
3.2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。
超临界流体萃取的基本流程
萃 取 釜
分 离 釜
热 交 换 器
CO2
热交换器 压缩机 高压泵 过滤器
超临界流体萃取的流程
3.1超临界流体萃取的典型流程
解析方法（一）
压力高，投资大，能 耗高，操作简单，常 温萃取
等温法
3.1超临界流体萃取的典型流程 能耗相对较少，对热 敏 性 物 质 有 影 响
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
第三章超临界流体萃取定义：即用超临界流体作为萃取剂的萃取过程一、超临界流体指处于临界温度Tc和临界压力Pc之上的流体（它不是气体也不是液体）。
超临界C02（研究最多、应用最广）1、临界压力(7.39 MPa)适中；2、临界温度(31.1 ℃)接近室温；3、便宜易得；4、无毒、惰性，是理想的绿色溶剂；5、极易从萃取产物中分离出来。
典型应用：咖啡因、植物油脂、天然香料与药物的萃取。
超临界流体的特性（1）密度、粘度和扩散系数的特点密度比气体大得多,与液体接近，使其对溶质有较大的溶解度。
粘度接近气体,比液体小得多。
扩散系数介于气体和液体之间，是气体的几百分之一, 是液体的几百倍。
与液体相比，超临界流体粘度小、扩散系数大使其传质速率大大高于液体。
（2）溶解特性在临界点附近,压力和温度的变化可引起超临界流体密度急剧变化, 相应地使溶质在超临界流体中的溶解度发生急剧变化，因而可利用压力与温度的改变来实现萃取和分离。
有机物在超临界流体中溶解度的变化：低于临界压力时，几乎不溶解；高于临界压力时，溶解度随压力急剧增加。
二、超临界流体萃取原理流体在临界区附近，压力和温度的微小变化，会引起流体的密度大幅度变化，而非挥发性溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比。
利用流体在超临界状态下对物质有特殊增加的溶解度,而在低于临界状态下基本不溶解的特性. （1）超临界流体萃取过程一般分两步（以超临界C02为例）（2）超临界流体萃取特点① 高压下进行，设备及工艺技术要求高, 投资比较大。
② 可以在接近室温下完成(对超临界C02而言),特别适用于热敏性天然产物的分离。
③ 分离工艺流程简单，主要由萃取器和分离器二部分组成，而且萃取和分离通过改变温度和压力即可实现。
④ 超临界流体循环使用，无需溶剂回收设备，不产生二次污染。
⑤ 被萃取物中基本无萃取剂残留。
（1）萃取原料装入萃取釜，超临界C02从釜底进入,与被萃取物料充分接触,选择性溶解出被萃取物。
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。
超临界流体萃取
高，而且能耗较少，节约成本。
2．压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力的 微小变化，都会引起CO2密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生
变化，可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。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；因此工艺流 程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过
三、影响超临界CO2流体溶解能力的因素
（1）萃取压力的影响
(1)萃取压力的影响
萃取压力是SFE最重要的参数之 一，萃取温度一定时，压力增大， 流体密度增大，溶剂强度增强，溶 剂的溶解度就增大。对于不同的物 质，其萃取压力有很大的不同。
(2)萃取温度的影响
(2)萃取温度的影响 温度对超临界流体溶解能力影响比 较复杂，在一定压力下，升高温度被 萃取物挥发性增加，这样就增加了被 萃取物在超临界气相中的浓度，从而 使萃取量增大；但另一方面，温度升 高，超临界流体密度降低，从而使化 学组分溶解度减小，导致萃取数减少。 因此，在选择萃取温度时要综合这两 个因素考虑。
程绿色化。
3 ． 萃 取 温 度 低 , CO2 的 临 界 温 度 为 31.265℃ , 临 界压 力 为
7.18MPa, 可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散，完整
保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发渡、易热解的物 质在其沸点温度以下萃取出来。 4. 临界CO2流体常态下是气体, 无毒, 与萃取成分分离后, 完全 没有溶剂的残留, 有效地避免了传统提取条件下溶剂毒性的
六、原料粒度的影响
第四节 超临界流体萃取技术的应用
超临界CO2流体萃取技术在中药现代化中应用的 优越性，用超临界CO2萃取技术进行中药研究开发 及产业化，和中药传统方法相比，具有许多独特的 优点。 萃取能力强，提取率高。用超临界CO2提取中 药有效成分，在最佳工艺条件下，能将要提取的成 分几乎完全提取，从而大大提高产品收率和资源的 利用率。
超临界流体萃取技
3.萃取方法分类
动态法：简单、方便、快捷，适合于萃取在超临界流体萃取 剂中溶解度很大的物质，用品基体很容易被超临界流体渗 透。 静态法：适合于萃取与样品基体较难分离或在萃取剂流体内 溶解度不大的物质，也适合与用品基体较为致密，超临界 流体不易渗透的场合，但萃取速度较慢。 夹带剂：由于超临界CO2 是非极性流体，其萃取能力受到限 制。单纯一种CO2 只能萃取非极性或极性较低的物质，当 有较强极性物质存在于被萃取的物质中时，萃取效果不明 显，当加入某些夹带剂（也称提携剂或共溶剂），如乙醇、 甲醇、水、丙酮、氯仿等极性小分子物质后，超临界CO2 的萃取能力明显增强。
（2）不同夹带剂浓度对姬松茸酚萃取率的影响
（3）不同萃取压力及萃取时间对姬松茸酚萃取率的影响
以60%乙醇作夹带剂，在萃取温度65℃、分离I温度45℃、 分离I 压力10MPa、分离II 温度35℃、分离II 压力4~6MPa、 CO2 流量为25L/h、夹带剂用量60ml条件下，分别测定压力 为25~45MPa 时萃取样品3h（每20min 收集1 次萃取物）后 酚类物质的萃取率
实验设计
采用单因素试验：对夹带剂的种类、乙醇浓度、萃取压力、萃 取时间、CO2 流速、夹带剂用量和萃取温度等进行单因素实 验。 （1）无夹带剂、乙醇、丙酮、甲醇、石油醚考查适宜萃取姬松 茸多酚的夹带剂种类
在萃取压力30MPa、萃取温度65℃、分离I 温度45℃、分 离I 压力10MPa、分离II 温度35℃、分离II 压4~6MPa、 CO2 流量为25L/h 和萃取时间1h 条件下，选择不同夹带 剂各60ml，以不加夹带剂为对照。
超临界流体萃取技术
（Supercritical Fluid Extraction, SFE）
1、定义 超临界流体萃取（SEF）是一种新型的提取分离技术， 它是利用流体（溶剂）在临界点附近某区域（超临界区）与 待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且 对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内 变动的一种萃取方法。 （1）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 （2）超临界流体：处于超临界状态时，气液界面消失，体系 性质均一，既不是气体也不是液体，呈流体流体CO2萃取
超临界流体萃取
7.污水处理（超临界水氧化SCWO） 超临界水（临界温度647.3K，压力22.05MPa）与普通
水有截然不同的性质： ①像一种非极性有机溶剂，可与非极性物质，如烃类和 其它有机物互溶，而无机物特别是盐类在超临界水中的 离解系数和溶解度极低。 ②超临界水可与空气、氮气、氧气、和CO2等气体互溶。 ③有机物自发氧化，在小于一分钟的反应停留时间内， 使99.99％以上的有机物被氧化为CO2、H2O、N2，杂质也 被氧化。
小麦胚芽油的分离与提纯
1．简介 小麦胚芽是小麦制粉时的副制品，品小麦的1～2％；
胚芽中余油8－14％。小麦胚芽油富含维生素E、亚 油酸、廿八磺醇及谷维酸等。
小麦胚芽油用于保健营养品、食品、化妆品。
2．工艺流程
小麦胚芽 弱处理
脱脂胚芽
溶剂萃取 胚芽粗油
胚芽精油 （产品）
管制胶丸
干燥分装
产品 小麦胚芽油胶丸或天然VE 胶丸，0.8元/克
二、超临界流体的物理性质 1．超临界流体的密度与液体相近，粘度接近于普通 气体，扩散系数是液体的近百倍，既不是普通液体， 也不是通常状态下的气体，而是一种特殊的流体。
比液体具有扩散速度大，比气体有较大的溶解能 力。在临界压力处，流体密度发生突变。
2. 超临界流体的溶解能力 SF溶解物质的能力与溶质的化学性质和SF的性质有关。 溶质的化学性质与溶剂愈相似，溶解能力愈强。 SF的溶解能力与其密度有关，而密度又与温度、压力 有关。 普劳斯尼兹Prausnite 方程：
2．萃取特点（优点） ①可在适中的条件下进行，不会破坏萃取物结构和改变萃 取物性质，可用于食品、香料、生理活性物质的分离； ②对高沸点，高性物质溶解能力强，可用于煤的液化、石 油化工、超临界色谱； ③影响超临界流体溶解能力的因素，如温度、压力和组成 等容易改变，有利于选择性萃取； ④抽提后的溶液易透过等温降压、升温、吸附等物理方法 进行分离； ⑤SF大多使用CO2、无毒、不残留，可生产高质量产品， 可循环使用。
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第八章超临界流体萃取8.1概述8.1.1什么是超临界流体萃取超临界流体萃取是一个正在发展中的新型分离技术．超临界流体萃取是利用超临界流体作为萃取剂依靠被萃取的物质在不同的蒸汽压力下所具有的不同溶解能力以萃取所需组分。
然后采用升温降压或两者兼用和吸收（吸附）等手段将萃取剂与所萃取的组分分离的一种新分离方法。
在有些文献中．它又被称为压力流体萃取、超临界气体萃取、临界溶剂萃取等等。
早在1879年，人们就已认识了超临界萃取这一概念。
当时发现超临界流体的密度增大到与液体密度相近时，很多固体化合物会被溶解。
如碘化钾可溶解干超临界态的乙醇中，而当压力降低后又可析出、后来人们又认识到地质演变过程中，水对岩石的形成，甲烷对石油的形成和迁移，都与超临界流体的溶解作用有关．直到1942年，苏联科学家才提出，将超临界作为技术应用于石油脱沥青过程，而基础理论和实际应用的研究到50年代后期才开始进行．但直到60年代，才开始有了工业应用的研究工作．近年来各国都广泛地开展了这方面的研究。
现在，超临界流体萃取已形成为一门新的分离枝术．并已被用在食品、石油、医药、香料等等工业部门．与其有关的超临界流体的热力学以及超临界流体萃取的工艺和设备等各项研究工作也正在广泛地开展．世界上已召开了多次专门的学术会议，并已发表了许多这方面的专著。
我国也已开展了这方面的研究工作，并已取得了不少科研成见。
8.1.2超临界流体的概念一．什么是超临界流体？超临界流体(SCF)是指热力学状态处于临界点(Pc，Tc)之上的流体。
SCF是气、液界面刚刚消失的状态点，高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。
此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，具有十分独特的物理化学性质。
不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
复习：任何一种物质都存在三种相态——气相、液相、固相。
三相成平衡态共存的点叫三相点。
SCF是气、液界面刚刚消失的状态点叫临界点。
在临界点时的温度和压力称为临界温度、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。
（在这种条件下，流体即使处于很高的压力下，也不会凝缩为液体．）二．超临界流体的特征图8.1二氧化碳的p－T相图表8.1 超临界流体的气体、液体和SCF物理特征比较力下，也不会凝缩为液体．图8.1为二氧化碳的p－T相图．图中的蒸汽压曲线1g从三相点Tr开始（T Tr=（216.58±0.01）K，p Tr＝（（5.185±0005）⨯105Pa），在三相点．三相呈平衡状态而共存．蒸汽压线终止于临界点C（T C=304.20K，p C=73.858⨯105Pa）．在临界点以上，液、气形成连续的流体相区（即图上用虚线划出的区域）．此超临界流体相既不同于一般的液相，也有别于一般的气相．它既具有气体的某些性质，也具有液体的某些性质，因此称其为流体比较合适．图中ls及gs线分别为熔化压力曲线及升华压力曲线。
到目前为止，已作为这类萃取剂而被研究过的物质有二氧化碳、乙烯、丙烷、丙烯及甲苯和其它芳香族化合物．表8.1 超临界流体的气体、液体和SCF物理特征比较由表8.1可见, SCF不同于一般的气体,也有别于一般液体,它本身具有许多特性：（1）超临界流体的传递性质超临界流体具有气体的低粘度和比液体高的扩散系数（其粘度接近气体，扩散系数比气体小,但比液体高一个数量级;）一般液体。
这表明，与一般液体溶剂相比，在超临界流体中，可更快地进行传质．在短时间内达到平衡，从而高效地进行分离．尤其是对固体物质中的某些成分进行提取时，由于溶剂的扩散系数大．粘度小，渗透性能好，因此可以简化固体粉碎的预处理过程。
（2）超临界流体的溶解性质超临界流体对液体、固体的溶解度也与液体相接近。
由于超临界流体的溶解能力与密度有很大关系，因此温度和压力的变化会大大改变其溶解能力。
p/105Pa图8.2萘在CO2中的溶解度与压力的关系图8.3萘在CO2中的溶解度与温度的关系图8.2给出了萘在CO2中的溶解度与压力的关系。
萘在CO2中的溶解度随着压力的上升而急剧上升、如在70⨯105Pa时。
溶解度尚极小，但当压力为250⨯l05Pa时，溶解度已近7⨯10-2kg/L，即质量百分数为10％。
温度对萘在CO2中的溶解度也有很大的影响．由图8.3可看出，当压力大于150⨯105Pa 时，随看温度的升高，萘的溶解度也逐渐加大．但当压力较小时．如小于100⨯105Pa，则情况相反．在温度升高的同时．溶解度却急剧地下降．这是由于溶剂CO2的密度急剧喊小的缘故。
如在80℃，80⨯105Pa附近，只要温度上升几度，萘的溶解度就会降至1／10。
这种在临界点附近，当温度和压力稍有变化时，超临界流体的溶解能力发生很大变化的现象．在多种体系中都可以看到。
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+bm和b值与萃取剂及溶质的化学性质有关。
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。
当接近临界温度时，超临界流体有很大的可压缩性。
适当增加压力可使流体密度很快增大到接近普通液体的密度，使超临界流体具有类似液体对溶质的溶解能力，而且随温度与压力的变化而变化。
密度越大，液体对溶质的溶解能力越高．很多固体或液体物质都能被其溶解。
常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等．其中以二氧化碳最为常用。
由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点．而且所用溶剂多为无毒气体．避免了常用有机溶剂的污染问题。
8.2 超临界流体萃取的基本原理8.2.1超临界流体萃取分离的基本原理超临界萃取过程是建立在该流体在近临界点处温度或压力的微小变化会引起流体的溶解能力有很大变化的基础是的。
超临界流体萃取就是利用超临界流体的这种特殊性能进行化学物质分离的一种高新技。
原理是:超临界流体与被分离样品接触时，便选择性地溶解其中的某种组分（即萃取）；然后通过减压、升（或降）温，使超临界流体迅速汽化，被溶解的物质就以固态或液态形式析出（即反萃取），从而达到分离某种化合物的目的。
这就是超临界流体萃取分离的基本原理。
在超临界状态下．将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小的成分萃取出来。
并且超临界流体的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，极性增大，利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。
当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过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，被萃取物质则自动完全析出或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离两过程（萃取和反萃取）合为一体。
8.2.2超临界流体萃取剂的选择选择超临界流体萃取剂，优先选择的是萃取能力强、容易达到临界条件的SCF萃取剂，并应考虑其毒性、腐蚀性及是否易燃易爆物等因素。
目前研究较多的超临界流体是二氧化碳。
因其具有无毒、不燃烧、对大部分物质不反应、价廉等优点，所以最为常用。
在超临界状态下，CO2流体兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度，又具有与液体相近的密度和对物质的良好的溶解能力。
其密度对温度和压力变化十分敏感，且与溶解能力在一定压力范围内成比例，所以可通过控制温度和压力改变物质的溶解度。
8.2.3超临界CO2的特性一．超临界CO2的对不同溶质的溶解能力CO2的偶极矩为零，为非极性分子，主要用于萃取低极性和非极性的化合物。
超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性、沸点和相对分子质量密切相关，一般来说有以下规律：①亲脂性、低沸点成分可在低压(104Pa)萃取．如挥发油、烃、酯等。
这是因为CO2的偶极矩为零，其极性随压力无明显增加．但在压缩流体区其溶解性能与液态烷烃及甲苯相近．属于亲脂性的非极性溶剂；因此．对亲脂性、低拂点成份可在低压(10MPa以下)萃取，如挥发油、烃、酯、内酯、醚、环氧化合物等．植物和果实中香气成份，如按树脑、麝香草酚、酒诧中低沸点酚类等。
②化合物的极性基团越多，就越难萃取。
这是因为CO2为非极性分子，化合物中强极性官能团(如一OH、一COOOH)的引进会使化合物溶解度降低，增加萃取难度．如强极性的氨基酸及淀粉、蛋白质就相当难萃取。
③化合物的相对分子质量越高，越难萃取。
溶质的蒸汽压、极性及分子量大小是影响其在超临界CO2中溶解度的三个主要因素。
一般说来，分子量在200—400范围内的组分容易萃取，某些低分子量、易挥发成分甚至可直接用液体CO2浸取(如调昧料中香辛成份)；高分子物质(如蜡、蛋白质、树脂等)则很难萃取。
④萃取压力、温度与溶解度在临界点附近，温度和压力的微小变化都对超临界流体的粘度、密度等物理性质发生较明显的影响。
因此．改变萃取压力必然会强烈影响超临界流体对各种成份的溶解能力。
CO2临界温度(Tc)近于室温，所以一般操作均控制在40℃左右，在此温度下．被萃取成份不会氧化或逸散。
从临界压力(Pc)起，逐步加大压力，由于各压力梯度的超临界流体性质不同．因而对溶质的溶解能力也不同．按照被萃取成份的极性大小沸点高低和分子量大小可依次被萃取出来。
当然，对应各压力梯度所得到的萃取物成份不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合物成份。
对萃取物中某一成份而言，当萃取压力达到某一阈值时，再升高压力，其溶解度不再增加。
要获得高收率的提取物需要适当的压力。
二．超临界CO2的特点超临界CO2成为目前最常用的萃取剂．它具有以下特点：①可在室温下进行这就防止热敏性物质的氧化和逸散。
能把高沸点、低挥发度、易热解的物质远在其沸点下萃取出来。
CO2临界温度为31.1˚C，临界压力为7.2MPa 。
②完全没有残留溶剂CO2化学性质不活泼，无色无味无毒，安全性好。
利用无毒性的流体做萃取剂，因此萃取物无残留溶剂，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染．全过程不使用氯仿。
③提取效率高，减小能耗。
超界萃取技术集萃取与回收溶剂为一体，当饱含溶解物的超临界CO2流经分离器时，由于压力降低，使得CO2与萃取物迅速分为两相(气液分离)，而立即分开。
全过程与用有机溶剂的常规方法相比，不仅效率高，且能耗小。
价格便宜，纯度高，容易获得。
由于超界萃取过程是在高压下操作，要求机械设备、净化装置等工艺条件相配合，同时在技术设计方面尚缺乏实验数据和反映全过程的基本热力学资料，从而给过程设计和经济概算带来困难，但仍为一项极有前途的分离提取技术。
8.2.3典型的超临界萃取流程及操作条件一．萃取流程T1= T2，p 1> p 2 T1＜T2，p 1= p 2T1= T2，p 1= p 21萃取池，2膨胀阀，1萃取池，2加热器，1萃取池，2吸附剂3分离器，4压缩器3分离器，4泵，5冷却器3分离器，4泵图8.4超临界流体典型的流程SFE装置流程包括3部分：(1)高压泵及流体系统：主要由CO2源、高压泵、流体输送管路、自动控制装置及其它附属装置构成．其功能是利用高压泵对流体加压并传送，利用其它附属装置监控流体系统的压力和流量。