超临界流体萃取技术(2009)
超临界流体萃取技术：高效分离与资源回收
超临界流体萃取技术：高效分离与资源回收超临界流体萃取技术是一种高效的分离和资源回收技术，广泛应用于化工、环保、食品、制药等领域。
它利用高压高温的超临界流体对混合物进行处理，能够快速和高效地将不同成分分离，并实现资源的有效回收利用。
超临界流体是介于气态和液态之间的物质状态，具有较高的扩散性、低粘度、高溶解能力等特点。
最常用的超临界流体是二氧化碳（CO2），因其无毒、无害、易获取等优点而成为主要的工业超临界流体。
超临界流体萃取技术的基本原理是利用超临界流体的溶解性差异，实现混合物中各成分的选择性溶解和分离。
在萃取过程中，将混合物与超临界流体接触，超临界流体通过溶解和扩散作用将目标组分从混合物中分离出来。
在一定的温度和压力条件下，超临界流体溶解性改变明显，当目标组分溶解度较大时，超临界流体对其具有较高的溶解能力，可以实现高效萃取；而其他组分具有较低溶解度，可以得到较高的分离效果。
超临界流体萃取技术具有很多优点。
首先，超临界流体具有较低的表面张力和较高的扩散系数，使得萃取速度快，效率高。
其次，超临界流体可通过调节温度、压力和溶解性等参数来实现选择性提取，使得分离效果更加准确和可控。
此外，超临界流体萃取过程无需添加大量的有机溶剂，环保性能好；超临界流体溶剂可回收利用，实现资源的高效回收。
超临界流体萃取技术已在很多领域得到应用。
在化工领域，超临界流体萃取可用于提取天然产物中的活性成分，如萃取植物精油、抗氧化剂等。
在环保领域，超临界流体萃取可将有害物质从废水中提取出来，实现污水的高效处理和资源回收。
在食品和制药领域，超临界流体萃取可用于提取食物中的营养成分、制备纯净的药物等。
尽管超临界流体萃取技术存在一些挑战，如工艺参数的优化、设备的耐压性要求等，但随着科学技术的发展，这些问题将会逐渐克服。
超临界流体萃取技术将为我们提供一种高效、环保的分离和资源回收方法，促进工业生产的可持续发展。
超临界流体萃取技术作为一种高效的分离和资源回收技术，在众多领域中得到广泛应用。
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。
超临界流体萃取技术+冷冻干燥
303K）
超临界流体 (T=TC，P=PC)
(T=TC， P=4PC）
200～500 400～900
（1～3） ×10-4
（3～9） ×10-4
（0.2～2） ×10-9
0.7×10-7 0.2×10-7
2.超临界流体对固体或液体具有溶解能力 超临界流体的传递性质导致物质在其中的溶解度远远大于常态下的
（二）超临界流体的性质 1．超临界流体具有传递性质
表3-2列出了超临界流体的传递性质，并与气体、液体做了比较。由 表3-可见，超临界流体分子的传递性质具有以下特点：（1）密度接近
于液体密度；（2）粘度介于气体、液体之间，更接近于气体；（3）扩 散系数介于气体、液体之间，更接近于气体，自扩散能力比液体大约 100倍。很明显，超临界流体的传递性能优于正常的液体，因此，与液 体萃取相比，超临界流体萃取可以更快的完成传质，达到平衡，促进高 效分离过程的实现。
超临界流体萃取技术
超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction,简写SFE)是一种新型的 萃取分离技术。该技术是利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域内 （超临界区内），它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，且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变 动这一特性而达到溶质分离的一项技术。因此利用这种所谓超临界流体 作为溶剂，可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分。
我国对超临界流体萃取技术的研究始于八十年代初，与国外相比， 虽起步较晚，但进展较快。目前此项技术的研究与应用方兴未艾，已建 成100l以上的超临界萃取装置10多套，规模最大的达到500l，生产的产 品有沙棘籽油、小麦胚芽油、卵磷脂、辣椒红色素、青蒿素等。
超临界流体萃取技术在中药提取中的应用
超临界流体萃取技术在中药提取中的应用随着人们对健康的重视和传统药物的流行，中药在生活中扮演更为重要的角色。
中药的提取过程中，如何更好地提取药效成为了研究的热点。
本文将会介绍一种先进的提取技术——超临界流体萃取技术，并探讨其在中药提取中的应用。
一、超临界流体萃取技术简介超临界流体萃取技术（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE），是一种绿色化学提取工艺，其特点在于不使用有机溶剂，而是利用特定条件下物质达到临界点时产生的超临界流体进行分级萃取的一种方法。
所谓超临界，是指在某一温度和压力下，在该状态下的物质不再像气态或液态一样，而是不具有严格定义的状态，而在一定范围内流动性、扩散性、介电常数等物理性质都会变化。
这种物质既有液体的媒体性质，又具有气体的性质，可以在合适的条件下通过改变压力、温度等条件，使得不同基础物质的挥发率有不同的质量转移程度，从而实现药物成分的分离和提取。
二、超临界流体萃取技术在中药提取中的优势1. 提取效率高超临界流体可以以液态形式分子形态进入样品中，绕过其表层存于样品内部，有效提高了原本固体表面提取效率，并且因为提取速度快，效果好，所以可以节省很多的提取时间。
2. 重金属等污染物去除率高使用过的超临界流体可以被完全排放和回收，不会造成环境污染。
同时，与传统提取方法不同的是，超临界流体可以接触到样品中的大分子羟基、氧化羰基、硫醇基等化学基团，提高了提取效果，同时对中药中含有的污染物如重金属等，有较高的去除率，有效改善了中药的品质。
3. 营养价值保留度高超临界流体提取技术的提取温度一般不超过室温，可以保护一些因传统炮制、提取过程老化而改善中药营养价值和药效的核心物质，有效防止了药物成分的降解、氧化等过程，从而能够提高中药的营养价值的保留度。
4. 原材料消耗少传统提取方法中普遍需要很多有机溶剂，如乙酸乙酯、甲醇、丙酮等，而超临界流体萃取则不需要或者使用量大大减少。
超临界流体萃取
压缩机：用于将二氧化碳等 气体压缩成超临界流体
萃取器：用于将超临界流体 与基质接触，溶解并携带目 标物质
分离器：用于将超临界流体 和目标物质分离
浓缩器：用于进一步分离和 浓缩目标物质
Part 3
技术特点
技术特点
超临界流体萃取技术具有以下特点 高效性：超临界流体具有高扩散系数和溶解能力，可以快速渗透到基质中，萃取效率 高 环保性：超临界流体萃取技术使用二氧化碳等环保型溶剂，不使用有机溶剂，减少了 对环境的污染 广泛适用性：超临界流体萃取技术可以用于分离多种物质，包括脂溶性和水溶性物质
20XX
超临界流体萃取
演讲者：xxx
-
超临界流体萃取
1
超临界流 体萃取 2
3
超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction， SFE)是一种先进的分离技术，它利用超临界流体的特 殊性质来进行萃取和分离
超临界流体是一种处于临界点以上的流体，具有高密 度和低粘度，同时兼具液相和气相的特性
流程和设备
超临界流体萃取的流 程包括以下几个步骤
流程和设备
萃取：将超临界 流体与待分离的 基质接触，溶解 并携带目标物质
压缩：将二氧化碳 (CO2)等超临界流体 压缩到临界点以上，
形成超临界流体
浓缩：将目标物 质进一步分离和
浓缩
分离：通过调节 压力和温度，将 超临界流体和目
标物质分离
流程和设备
超临界流体萃取技术广泛应用于化工、食品、医药等 领域
Part 1
工作原理
工作原理
1ห้องสมุดไป่ตู้
超临界流体萃取的工作原 理是利用超临界流体的特 殊溶解性能，将目标物质
超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术引言超临界流体萃取技术（Supercritical fluid extraction, SFE）是一种利用超临界流体对固体样品进行萃取的过程。
超临界流体是介于气体和液体之间的状态，在这种状态下具有类似于气体的低粘度和高扩散性，以及类似于液体的高溶解性。
超临界流体萃取技术在许多领域中得到了广泛应用，例如食品、医药、化妆品等行业。
超临界流体的特性超临界流体具有以下几种独特的特性：1.低粘度：超临界流体的黏度比液体低，因此在流体中的质量传递速度更快。
2.高扩散性：超临界流体的粒子间距比液体小，因此分子在流体中的扩散速度更快。
3.高溶解性：超临界流体具有较高的溶解度，能够更好地溶解固体样品。
4.可调性：超临界流体的溶解度可以通过调整温度和压力来控制，从而实现对萃取过程的精确控制。
超临界流体萃取技术的原理超临界流体萃取技术的原理基于超临界流体的特性。
在该技术中，固态样品首先与超临界流体接触，随着温度和压力的上升，样品中的目标化合物被溶解在超临界流体中。
然后，通过降低温度和压力，从超临界流体中分离出目标化合物。
超临界流体萃取技术常用的超临界流体包括二氧化碳（CO2）和乙烷（C2H6）等。
这些超临界流体在超临界状态下具有较好的溶解性和选择性，能够有效地提取出目标化合物。
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中得到了广泛应用。
食品行业超临界流体萃取技术可以用于食品中有机溶剂残留的提取。
超临界流体能够高效地去除有机溶剂，同时保持食品的营养成分和风味。
医药行业超临界流体萃取技术可以用于药物成分的提取和纯化。
超临界流体能够高效地提取药物成分，同时减少对环境的污染。
化妆品行业超临界流体萃取技术可以用于提取植物精华和天然色素，用于化妆品的生产。
环境监测超临界流体萃取技术可以用于环境中有机污染物的提取和测定。
超临界流体能够高效地提取有机污染物，并且对环境无毒性。
超临界流体萃取技术的优势超临界流体萃取技术相比传统的溶剂提取方法具有以下几个优势：•高效性：超临界流体能够高效地提取目标化合物，减少提取时间和成本。
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。
超临界流体萃取技术的原理和应用
超临界流体萃取技术的原理和应用双击自动滚屏发布者：acr 发布时间：2009-9-1 阅读：97次中药产品现代化的重点可简单地用8个字来描述，即"有效、量小、安全、可控"。
实际上，它涉及范围十分广泛，要解决的问题比较复杂，但首先最关键的问题就是要提取分离工艺、制剂工艺现代化，质量控制标准化、规范化。
超临界流体萃取技术（SFE）是目前国际上较新的提取分离技术、采用SFE对中药进行提取分离纯化，对实现中药现代化具有重要意义。
超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术。
在较低温度下，不断增加气体的压力时，气体会转化成液体，当温度增高时，液体的体积增大，对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度（Tc）和临界压力（Pc），高于临界温度和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界点。
再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流体成为超临界流体（SF）。
超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取。
分离单体。
1、超临界流体的性质超临界流体（Supercritical Fluid,SF）是处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的流体。
超临界流体具有气体和液体的双重特性。
SF的密度和液体相近，粘度与气体相近，但扩散系数约比液体大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。
超临界流体对物质进行溶解和分离的过程就叫超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,简称SFE）。
可作为SF的物质很多，如二氧化碳、一氧化亚氮、六氟花硫、乙烷、庚烷、氨、等，其中多选用CO2（临界温度接近室温，且无色、无毒、无味、不易然、化学惰性、价廉、易制成高纯度气体）。
2、CO2-SF的溶解作用其基本原理为：CO2的临界温度（Tc）和临界压力（Pc）分别为31.05℃和7.38MPa，当处于这个临界点以上时，此时的CO2同时具有气体和液体双重特性。
超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术史丽岩 1 史景明 2 张先海31，2梨树县第二人民医院 (吉林梨树 136502)3 吉林省第二荣复军人医院［中图分类号］R943 ［文献标识码］A ［文章编号］1810－5734(2010)9-0096-021 引言早在1879年，Hannay等就发现超临界流体（supercritical fluid,SCF）具有显著的溶解能力，但超临界流体取（supercritical fluid extraction,SFE）却是在近30年来迅速发展起来的一种分离技术［１，２］。
2 超临界萃取的原理特点2.1 超临界流体萃取技术是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，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。
2.2 SFE的萃取速率和范围更为扩大，具有以下特点：2.2.1 超临界萃取兼有精馏和液液萃取的某些特点。
2.2.2 超临界流体的萃取能力取决于流体密度，因而可方便地通过调节温度和压力来控制,这对保证产品质量的稳定是非常有利的。
2.2.3 萃取剂可循环使用，其分离与回收方法远比精馏和液液萃取简单，且能耗较低。
2.2.4 超临界流体萃取的操作温度与萃取剂的临界温度有关。
3 超临界萃取的主要影响因素3. 1 萃取压力萃取压力是SC-CO2萃取的最重要工艺参数之一。
不同原料在不同超临界条件下的溶解度曲线表明，萃取物在SC-CO２中的溶解度与SC-CO２的密度密切相关，而萃取压力是改变超临界流体对物质溶解能力的重要参数，这种溶解度与萃取压力的关系构成SC-CO２流体萃取过程的基础［３，４］。
3. 2 萃取温度萃取温度是影响SC-CO２密度的另一个十分重要的参数，对SC-CO２流体萃取过程的影响要复杂得多。
在一定萃取压力下，萃取温度对植物萃取的影响有两种趋势：一是随温度的升高，收率逐渐增加，当超过一定温度时，又逐渐下降，这种情况在萃取压力较高时出现。
超临界流体萃取技术
四、影响超临界CO2流体萃取的因素 影响超临界
4、夹带剂 、 夹带剂是在纯超临界流体中加入的一种少量的、可 夹带剂是在纯超临界流体中加入的一种少量的、 与之混合的、 与之混合的、挥发性介于被分离物与超临界组分之间的 物质。可以是一种纯物质，也可是两种或多种混合物。 物质。可以是一种纯物质，也可是两种或多种混合物。 通过添加不同夹带剂，可以调节超临界CO 通过添加不同夹带剂，可以调节超临界CO2流体的极 以提高被萃取物的溶解度， 性，以提高被萃取物的溶解度，使原来不易被其萃取的 物料变为可能。 物料变为可能。
二、超临界流体的性质
2、超临界流体的共性 、 1）优良的传质性能 ）
气体 性质 密度(g/mL) 密度(g/mL) 黏度 /(cm cm﹒ [g/(cm﹒s)] 扩散系数 (cm2/s) 常压 15～30℃ ～ 0℃ (0.6~2)×10-3 ) (1~3)×10-4 ) 0.1~0.4 超临界流体 Tc，Pc ， 0.2~0.5 (1~3)×10-4 ) 0.7×10-3 × Tc，4Pc ， 0.4~0.9 液体 常压 15～30℃ ～ ℃ 0.6~1.6
超临界流体萃取技术
一、超临界流体的概念
（Supercritical Fluid ，SCF） ） 以水为例， 以水为例，说明临界点的性质
在临界点以上， 在临界点以上， 水分子虽然成气态， 水分子虽然成气态， 密度、 但其密度 粘度等 但其密度、粘度等 会接近于液态， 会接近于液态，是 一种特殊的状态。 一种特殊的状态。 此时其热容量、 此时其热容量、介 电常数等物性也会 发生急剧变化。 发生急剧变化。这 种状态称超临界状 种状态称超临界状 此时的水称超 态。此时的水称超 临界流体， 临界流体，图中绿 超临界区。 色区域称超临界区 色区域称超临界区。
超临界流体萃取技术
二． 超临界流体的性质
常见的超临界流体有：二氧化碳，乙烷， 丙烷等。书上P239表9-2列出了一些可供使 用的超临界流体的临界性质。
三． 超临界流体的性质
1. 超临界流体具有传递性质 2. 超临界流体对固体或液体具有溶解能力 物质在超临界流体中的溶解度c与超临界流 体密度ρ之间的关系可表示为： lnc=mlnρ+ K 式中：c为物质在超临界流体中的溶解度； ρ为超临界流体密度；m为系数，为正值；K 为常数，与萃取剂，溶质的化学性质有关。
（一）超临界CO2流体萃取基本过程（见图）
（二）影响超临界CO2流体萃取的因素
影响因素：被萃取物质性质，超临界 流体所处状态等。 1. 物质性质的影响 有机化合物相对分子质量大小和分子 极性是主要影响因素。
2. 萃取压力的影响 （1）一般随着压力升高，溶解度增加，尤其 是临界点附近变化较大。 （2）超临界流体的溶解度和压力关系可以用 溶解度和密度关系表示。 见P246图9-7.
二. 固体物料的超临界CO2流体萃取系统
（一）萃取系统构成 1. 普通的间歇式萃取系统 2. 半连续式萃取系统 3. 连续式萃取系统 （二）固料萃取釜 1. 萃取釜的要求
①具有快速开关盖装置。 ②抗疲劳性能好。 ③温度控制容易。 ④结构紧凑，成本低。 2. 萃取釜的规模 3. 萃取釜的快开装置 快开装置主要有以下形式： (1)单螺栓式结构 (2)多层螺旋卡口锁结构 (3)卡箍式结构 (4)碶块式结构
第二节 超临界流体萃取技术原理
一．超临界流体的基本概念
1. 超临界流体：, supercritical fluid 简 称SCF或SF；如果流体被加热或被压缩至高于 临界点时，则该流体称为超临界流体。超临 界点时的流体密度称为超临界密度（ρc）。 其倒数称为超临界比容（vc）。
超临界流体萃取技术
临界温度应接近常温或操作温度，不宜太高或太低；
操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；
临界压力低，以节省动力费用；
对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；
货源充足，价格便宜，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无毒的气体。
6.超临界CO2作为萃取剂的具体特点:P181 ※ 分子量大于500道尔顿的物质具有一定的溶解度。 ※ 中、低分子量卤化碳、醛、酮、酯、醇、醚是非常易溶的。 ※ 低分子量。非极性的脂族烃 (20碳以下)及小分子的芳烃化合物是可溶的。 ※分子量很低的极性有机物 (如羧酸)是可溶的。酰胺、脲、氨基甲酸乙酯、偶氮染料的溶解性较差。
超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系，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。
01
在超临界状态下，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、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。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或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的两个过程合为一体。
超临界流体的选择性P180
01
超临界萃取剂的临界温度越接近操作温度，则溶解度越大。
02
临界温度相同的萃取剂，与被萃取溶质化学性质越相似，溶解能力越大。因此应该选取与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂。
03
5.超临界流体的选择原则
用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件:
化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物反应；
7.共沸物作用
超临界流体的P－V－T性质 稍高于临界点温度的区域，压力稍有变化，即引起密度的很大变化，这时，超临界流体密度已接近于该物质的液体密度，而此时的状态仍为气态，因此，超临界流体具有高的扩散性，与液体溶剂萃取相比，其过程阻力大大降低。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超临界CO2萃取的影响因素
2. 萃取温度
温度对超临界流体溶解度的影响： ① 温度升高，SCF密度降低，溶解力下降； ② 温度升高使被萃取溶质的挥发性增加， 增大了在SCF中的浓度。
9.0MPa
溶 解 度 温度
萃取温度的设置
温度对溶解度的影响还与压力有密切 的关系：在压力相对较低时，温度升高 溶解度降低；而在压力相对较高时，温 度升高超临界CO2的溶解能力提高。
Ｙ＝-2.53737E-01 +1.13340E+00 *X1 +1.22806E+00 *X2 -8.15773E-01 *X1*X2 -2.71659E+00 *X2*X3
| 1.5215E+01 | 3.4280E+01 | 3.7687E+00 | 1.7686E+02
+1.46864E+00 *X3*X4
+9.40462E-01 *X4*X4
| 4.5515E+01
其次与沸点、分子量也有关。
超临界CO2萃取的影响因素
1.萃取压力
在临界压力附近，压力的微小提高 会引起密度的急剧增大，而密度增加引 起溶解度提高。
例：P42 图2-14
萃取压力的设置
对于碳氢化合物、酯等弱极性物质， 萃取压力一般为7～10MPa；对于含 -OH，-COOH强极性基因的物质，萃 取压力一般20MPa；对于强极性的配 糖体以及氨基酸类物质，萃取压力要求 50MPa以上。
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
纯CO2密度与压力、温度的关系
1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.3 0.2 0.1
提携剂的作用：
① 增加目标组分在CO2中的溶解度 ② 增加溶质在CO2中的溶解度对温 度、压力的敏感性，有可能单独 通过降温来解析 ③ 提高溶质的选择性
④ 可改变CO2的临界参数
提携剂的种类及用量
提携剂一般选用挥发度介于超临 界溶剂和被萃取溶质之间的溶剂 中草药：乙醇、水、丙酮、EtOAc 提携剂的用量是相对于CO2流量而 言，太多或太少都不好 一般用量：1%~5%（质量）
CH3 H CH3
柏木醇，C15H24O
5.01×10-5
1.05×10-5
超临界CO2流体的溶解性能
超临界CO2是非极性溶剂，在许
多方面类似于己烷，对非极性的脂溶
性成分有较好的溶解能力，对有一定 极性的物质（如黄酮、生物碱等）的 溶解性就较差。其对成分的溶解能力 差别很大，主要与成分的极性有关，
超临界CO2萃取的影响因素
5. 粒度
原料颗粒愈小，溶质从原料向SCF 传输的路径愈短，与SCF的接触的表 面积愈大，萃取愈快，愈完全，粒度 也不宜太小，容易造成过滤网堵塞而 破坏设备。
超临界CO2萃取鱼腥草挥发油
鱼腥草粉碎成40目，取1kg，置于5L的萃 取釜中，设
萃取釜压力20MPa，温度35℃，
CO2流体密度是温度 与压力的函数
在超临界区域，密度 变化幅度达到3倍以上 临界点附近，压力或 温度的微小变化可以 大幅度改变流体密度
压 力
温度 各直线上数值为CO2密度，g/ml
解析方法
等温法
解析方法
等压法
解析方法
吸附法
压缩机
萃取釜
热交换器
二氧化碳循环泵
超临界流体萃取的发展
1879年，J.B.Hanny 发现无机盐在高 压乙醚中溶解度异常增加。 1978年，联邦德国建成了咖啡豆脱除 咖啡因的超临界CO2萃取工业化装置。 这是现代SFE技术开发的里程碑。 在中国，20世纪80年代SFE-CO2萃取 技术更广泛地用于香料的提取。进入90年 代后，开始用于中草药的提取。
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。
超临界流体的选择
试剂 CO2 甲烷 丙烷 二氯二氟甲烷 甲醇 乙醚 临界温度 临界压力 临界密度 （℃） （MPa） （g/ml） 31.06 -83.0 97.0 111.7 240.5 193.6 7.38 4.6 4.26 3.99 7.99 3.68 0.448 0.16 0.220 0.558 0.272 0.267
例：P43 图2-15
超临界CO2萃取的影响因素
3、萃取时间
5
萃取物收率 /%
4 3 2 1 0
0
60 120 180 240 300 360 420
时间/min
超临界CO2萃取的影响因素
4. CO2流量
① CO2流速提高，增加溶剂对原料 的萃取次数，强化萃取过程的传质 效果，可缩短萃取时间； ② CO2流速加快，CO2与被萃取物 接触时间减少，溶质含量降低。
提倡减法生活，做绿色公民
超临界CO2流体的溶解性能
① 亲脂性、低沸点成分可在10MPa以下萃取。 如挥发油、烃、酯、内酯、醚、环氧 化合物等，尤其天然植物中的香气成分 ② 引入强极性基团（如-OH，-COOH）， 造成萃取困难。
在苯的衍生物范围内，有一个羰基和 三个以上羟基的化合物是不能被萃取的
超临界CO2流体的溶解性能
甲醇 乙醚
97.0 111.7
240.5 193.6
4.26 3.99
7.99 3.68
超临界流体萃取
（Supercritical Fluid Extraction，SFE） 超临界流体萃取是利用超临界流体作 萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分
并进行分离的技术。
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
1 2 15 17 43 49 9 13 280 260 55.56 53.30
3
4 5 6 7
19
21 23 25 27
55
61 40 46 52
8
12 7 11 6
240
220 200 180 160
52.03
35.64 45.19 46.35 54.28
8
9 10
29
31 25
58
64 45
10
中药分析教研室 王术玲 QQ：332352076
2009-9-27
超临界流体 （Supercritical Fluid，SCF）
纯物质都具有超临界状态，具有普遍性
超临界 流体
P29~30
试剂 CO2 甲烷 临界温度（℃） 临界压力（MPa） 31.06 -83.0 7.38 4.6
丙烷 二氯二氟 甲烷
超临界CO2萃取丹参酮
取粉碎后的丹参生药粉180g，置于萃 取釜中，加入提携剂乙醇300ml ，设
萃取压力31MPa，萃取温度40℃，
分离压力12MPa，分离温度30℃， CO2流量20kg/h， 萃取时间1h。
用均匀设计法，考察萃取压力（X1）、萃取温度 （X2）、分离压力（X3）、夹带剂量（X4）对丹 参酮ⅡA收率的影响，每个因素设9个水平。 取丹参粗粉180g，共十份，按计算机给出的实 验方案调节各参数，10号实验为预留样本，参数 设定为萃取压力25MPa，萃取温度45℃，分离压 力8MPa，夹带剂250ml。实验中其余各参数固定 为分离温度30.2℃，CO2流量10~25kg/hr，萃取时 间为2小时。
应用范围
品 种
功能性油脂 沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油 鸦胆子油、穿心莲提取物、当归油、丹参提取物、 厚朴提取物、薄荷油、五味子油、车前子油、柴 胡油、川穹油、姜黄色素、菟丝子油、枸杞子油、 中药提取物 天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野 菊花油、苍术油、莪术油、香附油、青蒿素、霍 香油、紫苏叶油、熊果酸
超临界CO2流体萃取的局限性
（1）对脂溶性成分溶解能力较强而 对水溶性成分溶解能力较低； （2）设备造价较高而导致产品成本 中的设备折旧费比例过大；
（3）更换产品时清洗设备较困难。
SFE的基础研究与应用在近30年内取得 了很大的进展。此新兴技术的研究涉及了 众多领域，SFE是一种 “绿色工艺”，符 合当今世界可持续发展的观念，为正兴起 的“绿色化学”提供了一种新的思路。因 此，无论是科学研究还是实际应用，SFE 的前途是诱人的，必将得到更大的发展。
③ 更强的极性物质，如糖类、氨基酸类 在40Mpa以下是不能被萃取的。 ④ 化合物的相对分子量越高，越难萃取。 分子量在200～400范围内的组分容易萃 取，有些低相对分子质量、易挥发成分甚 至可以直接用二氧化碳液体提取；高分子 量物质（如树胶、蜡等）则很难萃取。
H3C H 3C
CH3 α-蒎烯,C10H16
调味品
姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油
香料、香精 辛夷花精油、烟叶精油
美晨集团股份有限公司 （广州轻工研究所）
南通市华安超临界萃取有限公司 萃取釜 容积500ml
北京天安嘉华超临界科技发展有限公司
云南亚太致兴生物工程研究所
德国UHDE公司 萃取釜 容积500L
美国Supercritical Processing Inc
CO2的压温图
超临界CO2流体萃取的优点
1、CO2的临界温度接近于室温，适合于热敏 性物质，完整保留生物活性，而且能把高沸点， 低挥发度，易热解的物质分离出来。 2、CO2的临界压力适中，目前工业水平易达到； 3、CO2的临界密度是常用超临界溶剂中最高 的（合成氟化物除外），即溶解能力较好； 4、CO2无毒、无味、不燃、不腐蚀、价廉， 易于精制、易于回收，无污染