超临界流体萃取技术详解演示文稿
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超临界萃取技术及其应用ppt课件.ppt
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SC- CO2萃取金属离于最显著的特点就是：萃取过程 中络合剂的引入．通常，络合则总是在静态条件下， 以远远大于金属有机配合物化学计量数的量溶解在SCCO2相中，然后，在动态条件下，随流动相进入萃取 耀，样品中金属离于与其络合形成金属有机配合物而 进入超临界流体相，经减压，超临界流体与金属有机 配合物分离，lI．流程图如下：
11
因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
17 解吸釜
冷却器
(b) 等压法 T1<T2，P1=P2 1.萃取釜，2.加热器， 3.解析釜 4.高压泵 5.冷却器
18
3．恒温恒压工艺（吸附剂法）。
图2(c)流程为恒温恒压萃取工艺，即萃取和分离在同样 的温度和压力下进行。该工艺分离萃取取物需要持殊 的吸附剂(如离于交换树脂、活性炭等)进行吸脱，一 般用于去除有害物质，如从茶叶中脱除咖啡因。有时 也称吸附剂法。 该工艺C02流体始终处于恒定的超临 界状态，十分节能。但若采用较贵的吸附剂，则要在 生产中增加吸附剂再生系统。
1
2
处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
3
二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
SC- CO2萃取金属离于最显著的特点就是：萃取过程 中络合剂的引入．通常，络合则总是在静态条件下， 以远远大于金属有机配合物化学计量数的量溶解在SCCO2相中，然后，在动态条件下，随流动相进入萃取 耀，样品中金属离于与其络合形成金属有机配合物而 进入超临界流体相，经减压，超临界流体与金属有机 配合物分离，lI．流程图如下：
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
17 解吸釜
冷却器
(b) 等压法 T1<T2，P1=P2 1.萃取釜，2.加热器， 3.解析釜 4.高压泵 5.冷却器
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3．恒温恒压工艺（吸附剂法）。
图2(c)流程为恒温恒压萃取工艺，即萃取和分离在同样 的温度和压力下进行。该工艺分离萃取取物需要持殊 的吸附剂(如离于交换树脂、活性炭等)进行吸脱，一 般用于去除有害物质，如从茶叶中脱除咖啡因。有时 也称吸附剂法。 该工艺C02流体始终处于恒定的超临 界状态，十分节能。但若采用较贵的吸附剂，则要在 生产中增加吸附剂再生系统。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
超临界流体课件
Residuum Oil Supercritical Extraction（ROSE）
石油渣油——重质组分（沥青质）含量较高的油品 脱沥青油——广泛用作催化裂化原料、润滑剂原料
■ ROSE的优点
➢可生产高质量的脱沥青油，用于调和润滑油； ➢改变现存脱沥青方式以提高产量，改善脱沥青油和树脂的
质量，降低操作费用；
分解，能使三分之一的有机质转化为液体产物。
CO2法精油收率/ %
3.0 2.0 16 13 2.0 5.0 3.0
■ 产物组成对比
■天然香料香气的关键组分是“含氧化合物”（对香味贡献 ■“单萜烯烃”（对香味贡献小，并易氧化变质）
■与水汽蒸馏相比：SC-CO2萃取产物 ■含有较高的“含氧化合物”，较低的“单萜烯烃” ■较多的头香成分 ■底香较好，利于香气的持久
（3）极性大、分子量大的亲水性化合物—— 蛋白质、糖 SC-CO2对此几乎不溶，即使加入夹带剂也难以萃取
可采用超临界微乳液法进行萃取 Johnston等，用全氟醚碳酸铵作表面活性剂，在SC-CO2微乳
液中成功萃取了牛血清蛋白，该体系中可以溶解分子量为 67000的牛血清蛋白（BSA），为SC-CO2萃取高分子 量、难溶性药物开辟了新途径。
Schematic flow of supercritical fluid extraction process
3、SCFE操作条件
萃取釜作用—— 增加SCF密度，增加溶质在SCF中的溶解度， 使目标组分充分溶解在SCF中。
萃取釜压力选择—— 增加压力有利于溶解度的增加； 过高压力将增加设备投资和压缩能耗；
三、超临界流体的选择性及选择原则
超临界流体作为萃取剂要求——它对溶质A的溶解能力要大； 对原溶剂B的溶解能力要小。
石油渣油——重质组分（沥青质）含量较高的油品 脱沥青油——广泛用作催化裂化原料、润滑剂原料
■ ROSE的优点
➢可生产高质量的脱沥青油，用于调和润滑油； ➢改变现存脱沥青方式以提高产量，改善脱沥青油和树脂的
质量，降低操作费用；
分解，能使三分之一的有机质转化为液体产物。
CO2法精油收率/ %
3.0 2.0 16 13 2.0 5.0 3.0
■ 产物组成对比
■天然香料香气的关键组分是“含氧化合物”（对香味贡献 ■“单萜烯烃”（对香味贡献小，并易氧化变质）
■与水汽蒸馏相比：SC-CO2萃取产物 ■含有较高的“含氧化合物”，较低的“单萜烯烃” ■较多的头香成分 ■底香较好，利于香气的持久
（3）极性大、分子量大的亲水性化合物—— 蛋白质、糖 SC-CO2对此几乎不溶，即使加入夹带剂也难以萃取
可采用超临界微乳液法进行萃取 Johnston等，用全氟醚碳酸铵作表面活性剂，在SC-CO2微乳
液中成功萃取了牛血清蛋白，该体系中可以溶解分子量为 67000的牛血清蛋白（BSA），为SC-CO2萃取高分子 量、难溶性药物开辟了新途径。
Schematic flow of supercritical fluid extraction process
3、SCFE操作条件
萃取釜作用—— 增加SCF密度，增加溶质在SCF中的溶解度， 使目标组分充分溶解在SCF中。
萃取釜压力选择—— 增加压力有利于溶解度的增加； 过高压力将增加设备投资和压缩能耗；
三、超临界流体的选择性及选择原则
超临界流体作为萃取剂要求——它对溶质A的溶解能力要大； 对原溶剂B的溶解能力要小。
《超临界流体萃取仪》课件
开发新型萃取剂
探索新型超临界流体和夹带剂，以应 对不同类型化合物的萃取需求。
扩大应用领域
加强超临界流体萃取技术在新能源、 新材料等新兴领域的应用研究，拓展 其应用范围。
提高设备性能与稳定性
改进超临界流体萃取仪的设计，提高 其性能和稳定性，降低维护成本。
THANKS
高效能萃取技术
研发更高效、更快速、更节能的 超临界流体萃取技术，提高萃取
效率和产率。
智能化控制
利用人工智能和大数据技术，实现 超临界流体萃取过程的自动化和智 能化控制，提高生产效率和产品质 量。
新型萃取剂的开发
研究新型的超临界流体萃取剂，以 提高萃取效率和选择性，满足不同 应用领域的需求。
应用领域的拓展
为了提高萃取效率，有些超临界流体萃取仪的萃取部分还配备了加热器和搅拌器。
分离部分
分离部分的主要功能是将萃取出 来的目标组分从超临界流体中分
离出来。
分离部分通常包括一个冷却器和 一个收集器，用于将超临界流体 降温并收集分离出来的目标组分
。
有些超临界流体萃取仪的分离部 分还配备了精馏塔或吸附剂，以
进一步纯化分离出来的组分。
超临界流体萃取仪简介
简要介绍超临界流体萃取仪的基本原 理、发展历程和应用领域。
阐述超临界流体萃取仪在萃取效率、 节能环保等方面的优势，以及在工业 生产中的重要地位。
02 工作原理
超临界流体的性质
密度接近液体，扩散 系数接近气体，具有 良好的传质和扩散性 能。
具有良好的溶解性能 ，可以用于萃取和分 离不同种类的物质。
超临界流体萃取技术可以与计算机控制系 统结合，实现萃取过程的自动化控制，提 高生产效率和产品质量。
挑战与限制
超临界流体萃取技术.ppt
食品中的应用
伴随着人类社会的进步, 饮食文化的内涵不断丰 富, 人们对食品提出了营养性、方便性、功能性 等更高的要求, 同时还越来越强调其安全性。我 国食品工业应用超临界萃取技术已逐步由实验室 研究走向产业化, 超临界 CO2萃取技术采用的萃 取剂具有无燃性、无化学反应、无毒、无污染、 无致癌性、安全性高、操作工艺简单及省时等优 点, 因此在食品工业中越来越受到重视。超临界 萃取主要在以下几个方面应用广泛。
超临界流体萃取技术的原理及特点
原理：超临界流体萃取技术（SFE）是利用 超临界流体的溶解能力与其密度的密切关 系，通过改变压力或温度使超临界流体的 密度大幅改变。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分离出来。
特点
4 超临界流体萃取常用二氧化碳作为超临界流体萃 取剂，减少了对环境的污染。 5 超临界流体萃取技术可以与色谱技术直接进行联 用，有利于挥发性有机化合物的定性定量分析。
超临界流体萃取技术的不足有以下几点：
1 超临界流体萃取技术是近几十年来才发展起来的 一项高新技术，技术理论不成熟，尤其是还没有 公认的萃取过程的热力学模型。 2 超临界流体萃取的工艺技术要求较高，相关技术 人员还有待培养，经验和技术资料都有待积累。
影响超临界流体萃取的因素
压力的影响 根据萃取压力的变化, 可将 SCF 分为 3 类: ①高压时,SCF 的溶解能力强, 可最大限度 地溶解所有成分; ②低压临界区仅能提取 易溶解的成分或除去有害成分; ③中压区 的选择萃取在高低压之间, 可根据物料萃 取的要求选择适宜的压力进行有效萃取。
温度的影响
超临界流体萃取技术的发展
● 早在一百多年前超临界状态就被人们注意了， 但一直到近30年来，超临界流体作为溶剂用来有 选择性的溶解液体或固体混合物中的溶质，作为 一种分离技术才得以快速发展。
超临界流体萃取ppt课件.ppt
此外，萃取过程的时间及吸收管的温度，也 会影响萃取的效率及吸收效率。
萃取时间取决于两个因素：A、被萃取组分 在超临界流体中的溶解度。溶解度越大，萃取效 率越高，速度度也越快，所需萃取时间就短；B、 被萃取组分在基体中的传质速率。速率越大，萃 取效率就高，萃取速度就快，萃取所需时间就越 短。收集器或吸收管的温度影响回收率是因为萃 取出的溶质溶解或吸附在吸收管内，会放出吸附 或溶解热，因此，降低温度有利于提高收集率。
循环法其本质是动态法和静态法的结合。它 首先将超临界流体充满样品萃取管，然后用循环 泵使样品萃取管内的超临界流体反复、多次经过 管内的样品进行萃取，最后进入吸收管，因此， 它比静态法萃取效率高，又能萃取动态法不适用 的样品，适用范围广。
四、应用
1. 超临界流体萃取最适合于固体和半固体样品的 萃取。水在超临界CO2中有较高的溶解度（约0.3 ％），除少量液态样品可直接萃取外，大多数液 体及气体应首先进行固相吸附或膜预处理，然后 再按固态样品方式进行萃取。
常用萃取剂
» 极性萃取剂：乙醇、甲醇、水（难） » 非极性萃取剂：二氧化碳（易）
超临界二氧化碳临界点：Tc=31.26℃、Pc=7.38MPa
优点：
–临界条件温和 –产品分离简单 –无毒、无害 –不燃 –无腐蚀性 –价格便宜
缺点：设备投资大
SCF-CO2萃取流程
SCF-CO2萃取基本工 艺流程
超临界萃取工艺过程 主要由萃取釜和分离 釜二部分组成，并适 当配合压缩装置和热 交换设备所构成。
2. 超临界流体萃取的流程
（1）恒压升温流程
利用不同温度下物质溶 解度的差别进行物质的萃取或 反萃。所谓恒压是指在萃取器 和分离器中流体的压力基本一 致。如附图(a)所示,超临界流体 在萃取柱中萃取了产物后，在 加热器升温使流体密度减小， 溶解度降低。析出的萃取产物 从分离器底部排出，而超临界 流体以压缩机加压，经换热器 冷却至适宜的萃取温度，再去 萃取柱循环使用。
二氧化碳超临界流体萃取技术培训ppt课件
超临界流体萃取技术原理
超临界萃取技术是利用流体在超临界区 内，待分别混合物中的溶质在温度和压 力的微小变化时，其溶解度会在相当大 的范围内变动，从而到达分别提纯目的 。在较高的压力下，让溶质充分溶解于 超临界流体中，然后使超临界溶液的压 力降低，溶解于超临界流体中的溶质会 因超临界流体的密度下降，溶解度降低 而析出，从而使混合物分别和提纯
超临界流体萃取的特点
2、 萃取效率高，过程易于调理
超临界流体兼具有气体和液体特性，因此超 临界流体既有液体的溶解才干，又有气体 良好的流动和传送性能。并且在临界点附 近，压力和温度的少量变化有能够显著改 动流体溶解才干，控制分别过程
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
5. 粒度
原料颗粒愈小，溶质从原料向SCF 传输的途径愈短，与SCF的接触的外 表积愈大，萃取愈快，愈完全，粒度 也不宜太小，容易呵斥过滤网堵塞而 破坏设备。
超临界CO2萃取的影响要素
6. 夹带剂(提携剂)
超临界CO2流体对亲脂类物质 的溶解度较大，对较大极性的物质 溶解较小，限制了其对极性较大溶 质的运用。可在SCF中参与极性溶 剂〔如乙醇等〕以改动溶剂的极性 ，拓宽其适用范围。如丹参中的丹 参酮难溶于CO2流体，在CO2中添 加一定量乙醇可大大添加其溶解度
运用范围
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
中药提取物
胡油、川穹油、姜黄色素、菟丝子油、枸杞子油、 天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野
索选择无毒的气体。
超临界流体萃取的热力学根底简介
超临界流体萃取技术学习课件PPT
操作难度大
超临界流体萃取技术需要在高压条件下进行，操 作难度较大，需要专业人员进行操作和维护。
3
对某些物质的提取效果不佳
对于一些极性较大或分子量较小的物质，超临界 流体萃取技术的提取效果可能不佳，需要结合其 他分离技术进行优化。
解决方案与改进方向
01
02
03
降低成本
通过研发更高效的超临界 流体萃取设备和技术，降 低设备投资和维护成本， 提高经济效益。
资源回收利用
详细描述
超临界流体萃取技术可以实 现资源的回收利用，如从废 弃物中提取有价值的组分， 如油脂、溶剂等。该技术能 够降低废弃物的处理成本， 同时实现资源的可持续利用。
05 超临界流体萃取技术的未 来发展展望
技术发展趋势
高效能
随着科技的不断进步，超临界流 体萃取技术将进一步提高萃取效 率和分离纯度，实现更高效的生
产。
环保化
随着环保意识的增强，超临界流体 萃取技术将更加注重环保，减少对 环境的负面影响，实现绿色生产。
智能化
随着人工智能和自动化技术的发展， 超临界流体萃取技术将实现智能化 控制，提高生产过程的自动化水平。
技术在各领域的应用前景
医药领域
超临界流体萃取技术在医药领 域的应用将更加广泛，如天然 产物的提取、分离和纯化等。
03 总结词
有效成分提取
04
详细描述
超临界流体萃取技术能够有效地 提取食品中的有效成分，如从鱼 鳞中提取胶原蛋白、从水果中提 取果胶等。该技术能够提高有效 成分的提取率和纯度，为食品加 工提供新的工艺手段。
环境治理
总结词
污染物去除
详细描述
总结词
超临界流体萃取技术也可应 用于环境治理领域，如去除 土壤、水体中的有害污染物。 该技术能够有效地分离和去 除污染物，实现环境净化， 为环境保护提供有力支持。
超临界流体萃取技术需要在高压条件下进行，操 作难度较大，需要专业人员进行操作和维护。
3
对某些物质的提取效果不佳
对于一些极性较大或分子量较小的物质，超临界 流体萃取技术的提取效果可能不佳，需要结合其 他分离技术进行优化。
解决方案与改进方向
01
02
03
降低成本
通过研发更高效的超临界 流体萃取设备和技术，降 低设备投资和维护成本， 提高经济效益。
资源回收利用
详细描述
超临界流体萃取技术可以实 现资源的回收利用，如从废 弃物中提取有价值的组分， 如油脂、溶剂等。该技术能 够降低废弃物的处理成本， 同时实现资源的可持续利用。
05 超临界流体萃取技术的未 来发展展望
技术发展趋势
高效能
随着科技的不断进步，超临界流 体萃取技术将进一步提高萃取效 率和分离纯度，实现更高效的生
产。
环保化
随着环保意识的增强，超临界流体 萃取技术将更加注重环保，减少对 环境的负面影响，实现绿色生产。
智能化
随着人工智能和自动化技术的发展， 超临界流体萃取技术将实现智能化 控制，提高生产过程的自动化水平。
技术在各领域的应用前景
医药领域
超临界流体萃取技术在医药领 域的应用将更加广泛，如天然 产物的提取、分离和纯化等。
03 总结词
有效成分提取
04
详细描述
超临界流体萃取技术能够有效地 提取食品中的有效成分，如从鱼 鳞中提取胶原蛋白、从水果中提 取果胶等。该技术能够提高有效 成分的提取率和纯度，为食品加 工提供新的工艺手段。
环境治理
总结词
污染物去除
详细描述
总结词
超临界流体萃取技术也可应 用于环境治理领域，如去除 土壤、水体中的有害污染物。 该技术能够有效地分离和去 除污染物，实现环境净化， 为环境保护提供有力支持。
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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。
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
中药提取物
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、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
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
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பைடு நூலகம்机 热交换器
萃取釜 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。
临界压力 （MPa）
7.38 4.6 4.26 3.99 7.99 3.68
临界密度 （g/ml）
0.448 0.16 0.220 0.558 0.272 0.267
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。
超临界流体萃取技术详解演示文 稿
优选超临界流体萃取技术
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态
物质的第四态：超临界状态
临界温度：温度超过374.4℃，水分子有足 够的能量来抵抗压力的升高，使分子之间保 持一定的距离，即使密度与液态水接近，也 不会液化。这个温度称为水的临界温度。 临界压力：与临界温度相对应的压力称为临 界压力（22.2MPa） 临界点：水的临界温度和临界压力就构成了 水的临界点。
2.51×10-3
长叶烯,C15H24
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
❖ 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。
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
密度
粘度
扩散系数
（g/ml） （g/cm·s） （cm2/s）
气体
10-3
10-4
10-1
超临界流体
10-1
10-4
10-3
液体
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
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 H3C
CH3 α-蒎烯,C10H16
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
分
取
离
釜
釜
热 交 换 器
CO2
热交换器 压缩机 过滤器 高压泵
纯CO2密度与压力、温度的关系
1.2 1.1 1 0.9
0.8 0.7
压
0.6
力
0.5
0.3 0.2
0.1
温度
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
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。
超临界 流体
试剂 临界温度（℃） 临界压力（MPa）
CO2
31.06
7.38
甲烷
-83.0
4.6
丙烷
97.0
4.26
二氯二氟
甲烷
111.7
3.99
甲醇
240.5
7.99
乙醚
193.6
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。
2 粘度接近于气体，具有很好的传递性 能和运动速度
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 （℃） 31.06 -83.0
97.0 111.7 240.5 193.6
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
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
22.2
374.4
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
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，呈流体状态，故称为超 临界流体
超临界
22.2
374.4
超临界流体 （Supercritical Fluid，SCF）
纯物质都具有超临界状态，具有普遍性
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
中药提取物
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、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
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
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பைடு நூலகம்机 热交换器
萃取釜 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。
临界压力 （MPa）
7.38 4.6 4.26 3.99 7.99 3.68
临界密度 （g/ml）
0.448 0.16 0.220 0.558 0.272 0.267
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。
超临界流体萃取技术详解演示文 稿
优选超临界流体萃取技术
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态
物质的第四态：超临界状态
临界温度：温度超过374.4℃，水分子有足 够的能量来抵抗压力的升高，使分子之间保 持一定的距离，即使密度与液态水接近，也 不会液化。这个温度称为水的临界温度。 临界压力：与临界温度相对应的压力称为临 界压力（22.2MPa） 临界点：水的临界温度和临界压力就构成了 水的临界点。
2.51×10-3
长叶烯,C15H24
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
❖ 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。
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
密度
粘度
扩散系数
（g/ml） （g/cm·s） （cm2/s）
气体
10-3
10-4
10-1
超临界流体
10-1
10-4
10-3
液体
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
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 H3C
CH3 α-蒎烯,C10H16
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
分
取
离
釜
釜
热 交 换 器
CO2
热交换器 压缩机 过滤器 高压泵
纯CO2密度与压力、温度的关系
1.2 1.1 1 0.9
0.8 0.7
压
0.6
力
0.5
0.3 0.2
0.1
温度
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
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。
超临界 流体
试剂 临界温度（℃） 临界压力（MPa）
CO2
31.06
7.38
甲烷
-83.0
4.6
丙烷
97.0
4.26
二氯二氟
甲烷
111.7
3.99
甲醇
240.5
7.99
乙醚
193.6
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。
2 粘度接近于气体，具有很好的传递性 能和运动速度
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 （℃） 31.06 -83.0
97.0 111.7 240.5 193.6
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
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
22.2
374.4
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
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，呈流体状态，故称为超 临界流体
超临界
22.2
374.4
超临界流体 （Supercritical Fluid，SCF）
纯物质都具有超临界状态，具有普遍性