最新超临界萃取技术及其应用
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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:
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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。
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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:
超临界萃取技术在药物合成中的应用
超临界萃取技术在药物合成中的应用随着科技的不断发展,药物合成技术也在不断更新。
其中一种重要的技术就是超临界萃取技术。
这种技术以其高效、环保的特点被广泛应用于药物合成过程中。
本文将介绍超临界萃取技术的原理、特点以及其在药物合成中的应用。
一、超临界萃取技术的原理超临界萃取技术(Supercritical Fluid Extraction, SFE)是利用超临界流体对物质进行溶解和分离的一种技术。
超临界状态的流体介于气态和液态之间,具有介质性和渗透性。
而且在临界点之上,流体密度变化较小,在温度和压力的作用下,可以使其更容易地与某些物质反应或者分离出某些物质。
因此,超临界萃取技术可以用来分离、提纯或从复杂混合物中提取化合物。
二、超临界萃取技术的特点超临界萃取技术有以下几个显著的特点:1.高效:由于超临界流体的介质性和渗透性,超临界萃取技术不仅提高了化合物的分离率,而且还可以提高反应速率,扩大反应范围。
2.环保:与传统的萃取方法相比,超临界萃取技术不会产生或产生很少的有害废物和污染物,对环境友好。
3.可控性好:超临界萃取技术可以通过调节压力和温度来调整反应速率和分离效率,同时也可以实现高纯度产品的选择性提取。
三、1.提取活性成分超临界萃取技术可以用来提取天然药物中的活性成分。
传统的提取方法需要通过溶剂和有机溶剂来分离天然产物,不仅耗时耗力,而且可能产生对环境和健康有害的废物。
超临界萃取技术可以用更环保的方法快速提取出药物中的活性成分。
2.纯化和分离化合物超临界萃取技术可以用来纯化和分离合成的化合物,提高化合物的纯度和产率。
与传统的萃取方法相比,超临界萃取技术具有更高的分离效率和特异性,避免了化合物的部分分解和挥发,同时提高了化合物的选择性提取。
3.催化反应超临界萃取技术可以用来催化反应。
在某些情况下,超临界萃取技术可以通过提高反应温度和压力来增加反应速率,减少可能的副反应或不利反应,同时可以增加反应选择性和产品的产率。
超临界co2萃取技术应用
超临界co2萃取技术应用超临界CO2萃取技术是一种高效、环保的物质提取方法,已广泛应用于食品、药品、化妆品等领域。
本文将介绍超临界CO2萃取技术的原理、应用和优势。
一、超临界CO2萃取技术的原理超临界CO2萃取技术是利用超临界状态下的CO2作为溶剂,通过调节温度和压力,使CO2同时具备液态和气态的性质。
在超临界状态下,CO2的密度和溶解能力大大增强,能够高效地溶解目标物质。
二、超临界CO2萃取技术的应用1. 食品领域超临界CO2萃取技术可以用于提取植物中的天然色素、香料和营养成分。
例如,可以从咖啡豆中提取咖啡因,从茶叶中提取茶多酚,从辣椒中提取辣椒素等。
相比传统的有机溶剂提取方法,超临界CO2萃取技术更为安全,无残留物,且不会破坏目标物质的活性成分。
2. 药品领域超临界CO2萃取技术在药物制备中具有广泛应用。
它可以用于从植物中提取药用成分,如从中药材中提取有效化合物。
此外,超临界CO2萃取技术还可以用于制备纳米药物载体、纯化药物和去除残留有机溶剂等。
3. 化妆品领域超临界CO2萃取技术可以用于提取植物中的天然香精、抗氧化剂和保湿剂等。
与传统的提取方法相比,超临界CO2萃取技术更为温和,可以避免高温处理对活性成分的破坏,同时还能减少有机溶剂的使用。
三、超临界CO2萃取技术的优势1. 高效性:超临界CO2萃取技术具有高萃取效率和短时间的特点。
由于CO2的高扩散性和低粘度,可以迅速渗透到物质内部,实现快速均匀溶剂萃取。
2. 环保性:超临界CO2萃取技术不使用有机溶剂,避免了有机溶剂对环境的污染和残留物的安全隐患。
而且超临界CO2是一种无毒、无味、无色的气体,在溶剂回收后可以重复利用,实现零排放。
3. 选择性:通过调节超临界CO2萃取的温度和压力,可以实现对目标物质的选择性提取。
不同的物质在超临界CO2中的溶解度有差异,可以根据需要调整条件,实现对不同成分的分离和纯化。
4. 适用性广泛:超临界CO2萃取技术适用于多种物质的提取和分离,不仅可以处理固体和液体样品,还可以处理热敏性物质。
超临界流体萃取技术及其应用研究
超临界流体萃取技术及其应用研究超临界流体萃取技术是将高纯度、无毒、无污染、无残留的超临界流体作为萃取剂,对固体、液体或气体物质进行分离和萃取的一种新型技术。
它是目前国际上研究发展较快、应用广泛的分离技术之一,主要应用于食品、医药、化妆品等领域。
超临界流体萃取技术的优点相对于传统的萃取技术,超临界流体萃取技术具有以下几点优点:1. 高选择性:超临界流体在不同条件下可以改变其溶解能力,使其与样品中的目标物质的亲和力增加,从而在不同的条件下实现目标物质的分离和提取。
2. 高效率:超临界流体的扩散性能好,可以在较短的时间内达到平衡,大大缩短了萃取的时间,提高了效率。
3. 无毒、无污染:超临界流体本身是无毒、无污染的,萃取后的淬取物也是无毒的,在保证产品质量的同时,对环境和人体健康具有保护作用。
4. 低温萃取:超临界流体萃取技术是一种低温分离技术,可以防止样品中的化学物质被破坏,同时减小了大气污染。
超临界流体萃取技术在食品行业的应用超临界流体萃取技术在食品行业的应用主要是从天然产物和植物中萃取酯类、色素和异味物质等。
其中植物的精油萃取是应用最广泛的领域之一。
以薰衣草精油为例,传统的提取方法是采用蒸馏法。
蒸馏法的精油纯度较高,但提取成本较高、产量较少。
而超临界流体萃取技术则可以提高精油的产量和纯度,同时不破坏天然产物中的活性成分。
超临界流体萃取技术还应用于提取绿茶中的儿茶素和茶多酚等化学物质,这些化学物质是糖尿病、癌症等疾病的预防和治疗剂。
使用超临界流体萃取技术可以保证产品的质量和绿色环保指标。
超临界流体萃取技术在医药行业的应用超临界流体萃取技术在医药行业的应用主要是提取天然产物中的活性成分、制备药物和分离纯化活性组分等。
以地衣芽胞杆菌素(Taxol)为例,传统的提取方法是采用硅胶柱等方法,但这些方法不仅成本高、操作复杂,而且对环境和操作人员有较高的危害。
超临界流体萃取技术则可以提高Taxol的产量和纯度,同时不需要使用有害的有机溶剂,对环境和操作人员的安全性更高。
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用一、本文概述《超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用》这篇文章旨在深入探讨超临界流体萃取(SFE)技术的原理、特点及其在食品工业中的广泛应用。
超临界流体萃取作为一种新兴的分离技术,其独特的萃取效率和环保特性使其在食品加工、提取和纯化等领域具有广阔的应用前景。
本文将首先概述超临界流体萃取技术的基本原理和优势,然后详细介绍其在食品工业中的具体应用案例,包括天然产物的提取、油脂的精炼、食品中农药残留的去除等。
通过本文的阐述,旨在为读者提供一个全面、深入的了解超临界流体萃取技术的平台,并为其在食品工业中的进一步应用提供参考和指导。
二、超临界流体萃取技术原理超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种基于物质在超临界状态下具有特殊溶解能力的分离技术。
其技术原理主要是利用超临界流体(如二氧化碳、乙醇等)的物理化学性质,在特定的温度和压力下,使流体兼具气体和液体的双重特性,从而实现对目标物质的高效、选择性萃取。
在超临界状态下,流体的密度、扩散系数和溶解度等参数均会发生显著变化,这些变化使得超临界流体具有优异的渗透能力和溶解能力。
通过调整温度和压力,可以控制超临界流体的溶解度和选择性,从而实现对目标物质的高效萃取。
在食品工业中,超临界流体萃取技术主要用于提取食品中的天然成分,如色素、香气成分、油脂等。
与传统的提取方法相比,超临界流体萃取具有操作温度低、提取时间短、提取效率高、溶剂用量少、提取物纯度高等优点。
由于超临界流体萃取过程中无需使用有机溶剂,因此可以避免溶剂残留对食品质量和安全性的影响。
超临界流体萃取技术的核心设备是超临界萃取装置,其主要包括高压釜、压缩机、分离器、热交换器等部分。
在萃取过程中,首先将超临界流体通过压缩机增压至所需压力,然后通过热交换器加热至所需温度,形成超临界流体。
接着,将超临界流体与待提取的物料接触,利用超临界流体的溶解能力将目标物质萃取出来。
超临界co2萃取技术应用
超临界co2萃取技术应用超临界CO2萃取技术应用超临界CO2萃取技术是一种利用超临界CO2作为溶剂,通过调节温度和压力来实现物质的萃取分离的技术。
该技术具有环境友好、高效、无残留溶剂等优点,在食品、医药、化工等领域有着广泛的应用。
一、食品领域的应用超临界CO2萃取技术在食品领域的应用主要包括咖啡因的去除、食用油的提取和天然色素的制备等方面。
1. 咖啡因的去除咖啡因是咖啡、茶叶等饮品中的重要成分,但过量摄入咖啡因会对人体健康造成一定影响。
超临界CO2萃取技术可以将咖啡豆或茶叶中的咖啡因高效地去除,而不破坏其他有益物质的完整性,从而制备出低咖啡因的咖啡或茶叶产品。
2. 食用油的提取超临界CO2萃取技术可以高效地从植物种子或果实中提取食用油。
相比传统的溶剂提取方法,超临界CO2萃取技术不仅可以提取更高纯度的食用油,而且避免了有害残留溶剂对人体健康的影响。
3. 天然色素的制备超临界CO2萃取技术还可以用于从植物中提取天然色素。
天然色素具有天然、安全、无污染等特点,被广泛应用于食品、饮料、化妆品等领域。
超临界CO2萃取技术可以高效地提取天然色素,并且不会破坏其化学结构和生物活性。
二、医药领域的应用超临界CO2萃取技术在医药领域的应用主要包括天然药物的提取和纯化、药物载体的制备等方面。
1. 天然药物的提取和纯化许多药物来自于植物或动物的天然来源,超临界CO2萃取技术可以高效地从植物或动物中提取天然药物,并且不会破坏其活性成分。
此外,超临界CO2还可以用于天然药物的纯化,提高药物的纯度和质量。
2. 药物载体的制备药物载体是指将药物包裹在一定的材料中,以增加药物的稳定性和生物利用度。
超临界CO2萃取技术可以制备微米级的药物载体,通过调节温度和压力,将药物高效地包裹在载体中,提高药物的传输效果和治疗效果。
三、化工领域的应用超临界CO2萃取技术在化工领域的应用主要包括有机合成反应的催化剂回收、溶剂的回收利用等方面。
超临界萃取的技术原理及应用
超临界萃取的技术原理及应用一、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CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。
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分离CO2和所溶解的产品,省去消除溶剂的工序。
在传统的分离方法中,溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性的差异来实现分离的;蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度的不同来实现分离的。
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及其应用
超临界流体萃取技术及其应用摘要:超临界流体萃取作为一种新型分离技术,越来越受到各行业关注和重视,并已广泛应用于医药、食品、化妆品及香料工业等领域。
本文对超临界流体萃取技术进行了评述,主要从超临界流体萃取技术原理、工业应用及其强化过程等几个方面。
介绍了国内外关于超临界流体分离技术最新研究动态,最后针对超临界萃取技术应用现状,探讨了其目前存在问题及应用前景。
关键词:超临界流体萃取;工业应用;应用前景Abstract: As a new separation technology, supercritical fluid extraction has get more and more attention from all walks of life, and it has been widely used in pharmaceutical, food, cosmetics, perfume industry and other fields. This article reviewed present application and research status of supercritical fluid extraction technology both at home and abroad, mainly in industrial applications of supercritical carbon dioxide extraction technology and strengthening processes. The latest studies on supercritical fluid extraction technology were introduced. Finally based on Chinese present situations of the technology, the existing problems and application prospects were discussed.Key words: Supercritical fluid extraction;Industrial application;Application prospect超临界流体( Supercritical Fluid 即SCF ) 即指是物体处于其临界温度和临界压力以上状态时,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。
超临界流体萃取技术及其应用前景
超临界流体萃取技术及其应用前景随着人们对天然资源的需求增加,如何高效有效地提取和利用它们已成为人们面临的一个难题。
而超临界流体萃取技术就是其中的一种新型技术,在萃取天然物质方面表现出了独特的优势,其应用前景也越来越广阔。
一、超临界流体萃取技术的定义及原理超临界流体萃取技术指的是将一定物质通过高压和高温处理后,使之达到超临界状态,进而作为溶剂进行物质的提取、分离和纯化的一种技术。
其主要原理在于在超临界状态下,可控制流体溶解性、扩散性、表面张力和密度等物理化学性质,即在高温与高压作用下,流体将呈现出类似气体和液态的混合状态,故此也被称为“气-液混合物”或“超临界流体”。
二、超临界流体萃取技术的应用1、天然植物提取物超临界流体萃取技术在提取天然植物物质方面拥有很大的优势,不仅具有高效提取、低耗能、易分离等特点,而且对提取物质的品质和纯度的要求也很高。
据研究表明,采用超临界流体萃取技术提取的植物物质中,含量高、活性强,可能有助于减少二次污染和产生有害物质。
常见的植物提取物如茶叶、红枣、桂花、白芍药等。
2、农产品萃取超临界流体萃取技术还可以应用于农产品领域,如茶叶多酚、葡萄籽提取物、西红柿红素、番茄红素、苦瓜苦素、榨菜素等萃取工艺方面,可以帮助提高产品的产量和纯度。
3、药物提取超临界流体萃取技术在药物提取方面也具有不错的应用前景,能够提取多种天然草药中的有效成分,如黄芪、人参、当归、酒枣、枸杞等,而且在提取过程中不会对提取物产生不良影响。
三、超临界流体萃取技术的优势和发展现状与传统的提取技术相比,超临界流体萃取技术有以下几点优势:提取速度快,纯度高、产品无残留、副产物少等,而且工艺稳定可控,有利于环保和资源节约。
目前,这一技术已经被广泛应用于食品、化学制品、药品等各个领域,其未来发展的前景也越来越被人们所看好。
四、结语如今,超临界流体萃取技术已经成为在提取天然物质方面备受人们关注的一种新型技术,其优越的性能和无污染环保的特点也使得其应用前景越来越广阔。
超临界流体萃取技术及其应用
使用适当的夹带剂不仅可以提高溶质在SCF 的溶解度,还可 明显降低萃取压力,大大降低了对容器材料的耐高压要求。 CO2是非极性分子,主要用于萃取低极性和非极性的化合物, 向超临界流体CO2中加入水,甲醇,乙醇,乙酸乙脂等极性 物质(称为夹带剂),对提高溶解度,改善选择性有较大的 作用,扩大了CO2的应用范围。 例:用SC —CO2 萃取孢霉γ—亚麻酸,加入10 %甲醇作夹带 剂可使萃取量提高4 倍,且操作压力从38. 3MPa 降至13. 4MPa。
超临界流体与萃出物即溶质的分离方法有 三种: 恒温减压溶质与气体分离; 恒压降温溶质与气体分离; 吸附分离:在分离槽中加入吸附剂吸附不 需要的溶质后,萃取物的目标产物与气体分 离。
六
萃取物与超临界流体的分离流程
1 变压法
指采用压力变化方式进行分离的方法,萃取器与分离器在等温条件下, 将萃取相减压分离出溶质。超临界流体采用压缩机加压,再重新返回萃 取器。 2 变温法 指采用变化温度的方式进行分离的方法。在等压的条件下,将萃取相加 热升温分离气体与溶质。气体经压缩冷却后重新返回至萃取器。
另一方面使SCF 与原料的接触搅拌作用相对增加,提高了萃 取的能力;所以流量存在一个最佳值。
萃取时间一般由原料含有的有效成分含量、萃取压力和温度、 溶剂的流量及有效成分的经济价值决定,一般也有一最佳值。 (4)原料的颗粒度和水分: 粉碎度细,萃取率高,因为粉碎度的提高,不仅增大了物料与 SCF 的接触面积,而且也破坏了物料外壳,使有效成分易于萃 出。 但物料的粉碎也不能太细,以免提取时被溶剂带出萃取釜,或 堵塞管道影响萃取效率。
水洗法:
活性炭吸收法:
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。
超临界萃取技术的研究及其应用
超临界萃取技术的研究及其应用超临界萃取技术是一种高效的分离、纯化和提取技术,在化学、材料、医药和农业等领域有着广泛的应用。
本文将介绍超临界萃取技术的原理、研究进展和应用现状,以及未来的发展方向。
一、超临界萃取技术的原理超临界萃取技术是利用超临界流体作为萃取剂,将目标化合物从复杂混合物中分离和纯化的一种方法。
超临界流体是指在临界点以上,温度和压力高于与其相平衡的液体或气体,呈现出独特物理和化学性质的流体状态。
在这种状态下,超临界流体的密度和黏度与液体相接近,同时具有气体的扩散性和可压缩性,因此能够有效地穿透样品固相,并与目标化合物进行高效的质量转移。
在超临界萃取过程中,选用合适的萃取剂对样品进行处理,使得目标化合物在超临界状态下可溶,且与其他杂质化合物分离。
然后通过减压或改变温度等条件使得萃取溶液进一步分离,分离出的物质经过相应处理即可得到高纯度和高价值的化合物。
二、超临界萃取技术的研究进展超临界萃取技术最早起源于1965年美国宇航局为太空食品制备而开发的超临界二氧化碳萃取技术,但直至20世纪80年代后期才得到广泛应用。
近年来,由于其高效、环保和可持续等优点,超临界萃取技术在多个领域得到了广泛研究和应用。
在化学和化工领域,超临界萃取技术被广泛应用于化学反应、溶剂脱除、多相反应等诸多领域。
例如,在无机化学中,研究人员利用超临界CO2对含有难以分离、高氯化物的铝垃圾进行萃取,从中提取出高品质的铝锂混合物。
在纳米材料制备方面,超临界萃取技术也被用于制备纳米金属颗粒、纳米氧化物和纳米碳材料等。
在医药领域,超临界萃取技术被广泛应用于药物提取、纯化和制备。
例如,利用超临界二氧化碳萃取法,可以从自然植物中提取有效成分,如花青素、黄酮类、生物碱和多糖等,具有高效、节能、环保等优点。
在食品工业中,超临界萃取技术被广泛应用于精制食用油、提取天然色素、中草药成分和香气等。
例如,研究人员通过超临界萃取技术,成功分离出咖啡中的苦味物质和咖啡因,从而得到口感更佳的咖啡粉。
超临界萃取的技术原理及应用
所谓超临界流体,是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。
这种流体兼有液体和气体的优点,密度大,粘稠度低,表面张力小,有极高的溶解能力,能深入到提取材料的基质中,发挥非常有效的萃取功能。
而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。
这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。
而超临界流体萃取,就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性,从动、植物中提取各种有效成份,再通过减压将其释放出来的过程。
超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法,它是以CO2为萃取剂,在超临界状态下,加压后使其溶解度增大。
将物质溶解出来,然后通过减压又将其释放出来。
该过程中CO2循环使用。
在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物,在加入改性剂后则可溶解极化物。
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CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。
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。
超临界流体萃取及其在分析化学中的应用
超临界流体萃取及其在分析化学中的应用超临界流体萃取是一种高效、可控的分离技术,它的特殊特性在分析化学中有广泛的应用。
它利用超临界流体(SCF)的温和特性,可以实现有效的萃取分离,从而实现物质的提取和分离。
近年来,超临界流体萃取技术已经被广泛应用于食品安全、环境污染物监测和分离等多个领域。
首先,超临界流体萃取技术在食品安全领域已经有广泛的应用。
它可以用于检测食品中的有毒物质,如有机污染物、重金属、农药和其他有毒物质,而不会损害食品的本质特性。
此外,超临界流体萃取也可以有效提取食品中的有益物质,如有益类酶、维生素等,以减少食品在烹饪、加工等工艺过程中的损失。
其次,超临界流体萃取技术可广泛用于环境污染物检测。
它可以用于检测水污染物、大气污染物、土壤污染物等物质,从而更准确地识别物质的类型和含量,从而为环境保护提供有力的手段。
此外,超临界流体萃取还可以有效地除去污染物,为污染物的处理提供有效的手段。
最后,超临界流体萃取技术还可以有效地分离化合物。
它通过利用反应体系的不同物性来实现化合物的分离,从而实现实验中复杂反应体系的简化,提高分析效率。
综上所述,超临界流体萃取技术已经被广泛用于食品安全、环境污染物检测和分离,也已经开始用于化合物分离领域。
它的特殊特性使它具有高效率、可控、无污染等优势,在分析化学领域极具潜力,
为化学分析、生物分子分析等科学研究提供有力手段。
因此,超临界流体萃取技术是今后食品安全、环境污染物检测和分离以及分析化学等领域的有力工具。
超临界流体萃取技术及其应用
超临界流体萃取技术及其应用
超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为萃取剂的分离技术。
超临界流体是指在临界点以上,温度和压力都高于其临界值的流体。
超临界流体具有介于气体和液体之间的物理性质,具有高扩散性、低粘度、高溶解度和可调节性等优点,因此被广泛应用于化学、食品、医药等领域的物质分离和提取。
超临界流体萃取技术的应用非常广泛,包括:
1.食品工业中的萃取:超临界流体萃取技术可以用于提取植物中的营养成分和香料,如咖啡因、茶多酚、黄酮类化合物、芳香物质等。
2.医药工业中的提取:超临界流体萃取技术可以用于提取药物中的有效成分,如黄酮类化合物、生物碱、萜类化合物等。
3.化工工业中的分离:超临界流体萃取技术可以用于分离化学品中的杂质、回收有用物质,如萃取石油中的芳烃类化合物、回收溶剂中的有机物等。
4.环境保护中的应用:超临界流体萃取技术可以用于处理废水、废气中的有害物质,如萃取废水中的重金属、萃取废气中的有机物等。
总之,超临界流体萃取技术具有广泛的应用前景,可以用于提高物质分离和提取
的效率和纯度,同时减少对环境的污染,具有重要的经济和社会意义。
超临界CO2萃取技术在精细化工中的应用
超临界CO2萃取技术在精细化工中的应用超临界CO2萃取技术是一种近年来快速发展起来的新型分离技术,逐渐被广泛应用于精细化工领域。
相比传统的分离技术,比如萃取、蒸馏等方法,超临界CO2萃取技术具有无毒、无残留、高效率、环保等优势,越来越受到人们的重视。
一、超临界CO2萃取技术的原理超临界CO2萃取技术是利用超临界CO2对原料进行浸提或萃取的一种方法。
超临界CO2是指在临界温度和临界压力下,CO2的物理状态从气态转化为液态,较低的表面张力和高的扩散系数使得超临界CO2具有较好的渗透性和溶解性。
在萃取过程中,首先将原料和超临界CO2放入反应容器中,在加热的同时增加压力,待达到临界点后继续加压,使CO2变成超临界状态。
当超临界CO2经过原料时,会溶解原料的有机成分,然后在减压条件下收集超临界CO2和萃取物,最后通过去除CO2的方法得到纯净的萃取物。
二、超临界CO2萃取技术的应用1. 食品工业中的应用超临界CO2萃取技术在食品加工中的应用越来越广泛,比如萃取茶叶、咖啡、香料等,可以提取更多有机成分,而且纯度更高,口感更佳。
此外,超临界CO2萃取技术还可以用于腌制、干燥等处理过程。
2. 医药工业中的应用超临界CO2萃取技术在医药工业中的应用也十分广泛。
它可以萃取草药中的有效成分,从而提高药效。
此外,它还可以用于提取芳香化合物,纯化细胞膜,制备微粒等。
3. 化妆品工业中的应用在化妆品工业中,超临界CO2萃取技术也是一种非常常用的分离技术,比如提取植物精油、色素等。
相比传统的提取方法,超临界CO2萃取技术可以使得产品更加纯净无毒,保证了化妆品的质量。
4. 精细化工中的应用超临界CO2萃取技术在精细化工中的应用也越来越多,比如分离漆酚、染料、化妆品添加剂等有机物质。
与传统的萃取方法相比,超临界CO2萃取技术具有低能耗、高效率、无污染等优势,充分符合现代化工的要求。
三、超临界CO2萃取技术的前景近年来,随着超临界CO2萃取技术的不断发展,其应用范围也越来越广泛。
超临界流体萃取技术的应用与发展
超临界流体萃取技术的应用与发展超临界流体萃取技术是近年来发展迅猛的一种萃取技术。
它以超临界流体作为萃取剂,利用其具有较高的溶解力、调节性好、易分离和无毒等特点,广泛应用于食品、化妆品和药物等领域。
本文将从超临界流体萃取技术的原理、应用案例以及未来发展趋势等方面进行探讨。
超临界流体萃取技术的原理基于物质的超临界状态。
当温度和压力达到一定条件时,物质不再呈现明确的液体或气体状态,而是处于临界状态。
此时,物质的密度和粘度明显变化,其溶解力也达到最大值。
因此,通过在超临界条件下与目标物质接触,超临界流体能够高效地将目标物质溶解,并能在较低温度下进行分离和提取。
超临界流体萃取技术在食品行业具有广泛应用。
以咖啡为例,传统的提取方式会导致咖啡因和香气物质的流失,而超临界流体萃取技术可以在保留咖啡的原始风味的基础上,高效地去除咖啡因。
此外,超临界流体萃取还可应用于茶叶、植物精油等的提取,不仅提高了提取效率,还保持了产品的天然特性。
化妆品行业也可以从超临界流体萃取技术中受益。
传统的化妆品提取方式通常采用有机溶剂,存在环境污染和残留溶剂的问题,而超临界流体萃取技术可以替代传统的溶剂提取方式,减少对环境的影响,并提高产品的纯度。
此外,超临界流体还可以在化妆品中起到载体的作用,使其更好地渗透皮肤,提高产品的质量和功效。
在药物领域,超临界流体萃取技术也具有重要的应用价值。
以中药提取为例,传统的提取方式存在温度高、时间长、溶剂残留等问题,而超临界流体萃取技术能够快速、高效地提取中药的有效成分,提高提取率并保持产品的纯度。
此外,超临界流体还可应用于药物纯化和制备中,提高药物的质量和纯度。
超临界流体萃取技术在应用中仍存在一些挑战。
一方面,超临界流体萃取设备成本较高,需要进一步降低生产成本。
另一方面,超临界流体的安全性和环境影响也需要加以关注和解决。
未来的发展方向可以集中在研究和开发更安全、环保和经济的超临界流体,以及改良超临界流体萃取设备和工艺。
超临界流体萃取技术的应用与发展
超临界流体萃取技术的应用与发展超临界流体萃取技术的应用与发展一、引言超临界流体萃取技术是指在超临界状态下,将溶剂与样品进行接触和混合的一种萃取技术。
相比传统的溶剂萃取技术,超临界流体萃取具有溶剂选择性好、提取效率高、操作简单、绿色环保等优势。
本文将对超临界流体萃取技术的应用与发展进行探讨。
二、超临界流体的特性和萃取原理1. 超临界流体的特性超临界流体是介于气体和液体之间的物质状态,具有高扩散性、低粘度、大密度、低表面张力等特点,使得其在萃取过程中能够更好地与样品接触,提高提取效率。
2. 超临界流体萃取原理超临界流体萃取利用溶剂在超临界状态下的特性,通过调节温度和压力来改变其溶解性和萃取效果。
当溶剂处于超临界状态时,其密度和溶解力会大大增加,从而加速目标物质的转移速度,提高提取效率。
三、超临界流体萃取的应用领域1. 食品工业超临界流体萃取技术在食品工业中广泛应用于提取天然色素、抗氧化物质和香精物质等。
例如,利用超临界二氧化碳可以高效提取番茄红素、类胡萝卜素等食品添加剂,不仅提高了提取效率,还减少了有害溶剂的使用。
2. 药物制备超临界流体萃取技术在药物制备领域具有广泛的应用前景。
通过调节超临界溶剂的性质,可以选择性地提取药物中的活性成分。
同时,超临界流体还可以用作药物输送系统的载体,实现精确控释。
3. 环境监测与修复超临界流体萃取技术在环境监测与修复中起到了重要的作用。
例如,利用超临界二氧化碳可以高效地去除土壤中的有机物和重金属污染物,实现土壤的修复和治理。
4. 化工工业超临界流体萃取技术在化工工业中有广泛的应用。
例如,利用超临界流体可以高效提取石油中的芳烃类物质,不仅提高了提取效率,还减少了对环境的污染。
四、超临界流体萃取技术的发展趋势1. 萃取剂的优化设计目前超临界流体萃取中主要使用的溶剂是二氧化碳,但其溶解性和萃取性能还有待改善。
因此,未来的发展方向之一是优化超临界流体的萃取剂设计,以提高其溶解性和选择性。
超临界萃取的原理和应用
超临界萃取的原理和应用1. 什么是超临界萃取超临界萃取是一种可控的物质分离技术,它利用超临界流体作为萃取剂,在超临界状态下实现物质的分离和回收。
超临界流体是介于气体和液体之间的状态,具有较高的溶解能力和渗透能力。
超临界萃取主要应用于化学、食品、医药等产业,具有高效、环保、无残留等优点。
2. 超临界萃取的原理超临界萃取利用物质在超临界状态下的性质,通过调节温度和压力,使物质从固体或液体转化为超临界流体。
在超临界状态下,物质的密度和粘度减小,扩大了物质和溶剂之间的接触面积,从而提高了分离效率。
超临界萃取的原理主要包括以下几个方面:•溶解能力增强:超临界流体的密度和粘度较低,分子间距离较大,使得超临界流体具有较强的溶解能力,能够高效地溶解物质。
•传质速度快:超临界流体的扩散系数较大,传质速度快,利于物质的分离和回收。
•可控性强:通过调节温度和压力,可以控制超临界流体的物性参数,从而对物质的分离过程进行调控。
•无残留:超临界流体在正常环境下转化为气体,不留下残留物,对环境友好。
3. 超临界萃取的应用超临界萃取技术在多个领域都得到了广泛应用,以下列举了一些典型的应用案例:3.1 药物提取超临界萃取技术可用于药物的提取和纯化过程。
通过调节超临界流体的温度和压力,可以选择性地提取目标药物,并去除其他杂质。
这种方法不仅效率高,而且对药物结构没有破坏,避免了传统提取方法中可能存在的热力学或化学反应。
3.2 天然气和石油萃取超临界萃取技术被广泛用于天然气和石油的分离和提纯过程。
通过调节超临界流体的物性参数,可以高效地分离出石油中的混合物,如石脑油、甲烷等。
这种方法操作简单,无需添加其他化学物质,不会对环境造成污染。
3.3 食品加工超临界萃取技术在食品加工领域也得到了广泛应用。
通过超临界萃取技术,可以从天然植物材料中提取出天然色素、香料和营养成分。
与传统提取方法相比,超临界萃取不会破坏原料中的活性成分,还可以避免使用有害溶剂,提高了食品加工的安全性和质量。
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(2)粘度接近于气体。超临界CO2的粘度为(3 9)×108Pa·s,接近于常温常压下的气体的粘度(1-3)×10 8Pa·s ,故其输送动力消耗远低于液体。
(3)扩散系数远大于液体。超临界CO2的扩散系数为(0.2 0.7)×10-7m2/s,液体的为(0.2 0.7)× 10-9m2/s液体 约为的100倍。故其传质速度远大于液体,可以较诀地 达到萃取相平衡,从而大大提高萃取效率。 在常温 常压下的气体、液体和超临界流体的几种物理性质如 表1所示。
时可满足对热敏性物质保护提取的要求。 由于上述 特点, CO2是目前使用最多,应用最广泛的超临界流 体。
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2.超临界CO2的物化特性
超临界CO2与气体和液体CO2相比,有如下物化特性。这 些物化特性决定了超临界CO2流体。兼具了气体和液体优 点,它在萃取性能上超过气体或液体。
(1)密度接近于液体。在超临界区的CO2 ,其密度为 (0.2O. 9)×103kg/m3,接近于常温常压下的液体的密度 (0.6 1.6)× 103kg/m3 ,故其具有不低于或接近普通液体 的溶解能力。
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T1=T2,P1>P2
1.萃取釜,2.减压阀, 3.解吸釜 4.压缩机
超临界萃取技术及其应用
一、超临界C02萃取技术的基本原理
按热力学原理,当物质所处的温度T大于其固有的临界 温度Tc,且同时压力P大于其固有的临界压力Pc时,该 物质即处于超临界状态。在此状态下,物质的气态和 液态相界消失,故称为超临界状态。这是一种可压缩 的高密度流体,是通常所说的气、液、固以外的第四 态,它的分子间力很小,类似气体。它的密度可以很 大,接近液体,所以这是一个气液不分的状态,没有 相界面.也就没有相际效应.有助于提高萃取效率和 大幅度节能。在实际应用中,作溶剂的超临界状态必 须处于高压或高密度下,以具备足够的萃取能力,故 又称为稠密气体。 C02的超临界温度Tc=31℃,超临界 压力Pc=7 .13MPa其相平衡图如图1所示。
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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。
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(1) CO2来源广,价格低廉。从合成氨工厂和发酵工业装 置中可以很方便地得到CO2 ,因此CO2具有原料优势
(2) CO2 不燃烧,不助燃,故使用操作安全。 (3) CO2无毒,易挥发,不会残留,因而可满足人们对安
全卫生的要求。 (4) CO2对设备无腐蚀性,可降低设备维护维修费用,延
长设备寿命。 (5) CO2的临界温度低,接近常温,使整个工艺节能,同
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(3)助溶剂对溶解力的影响
向超临界CO2流体中加入一定量的水、甲醇、乙酸、醋 酸乙酯等物质或者是它们的混合物,可以增加溶解力, 从而改变对所萃取物质的选择性。如在超临界CO2流体 中加入总体积50~60%的甲醇后,即可以从浓度为1~3% 的发酵液中苹取L一脯氨酸,收率可达50%以上。 但 在使用助溶剂的时候,要注意助溶剂的分离和残留。
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1.等温变压工艺。
图2中(a)流程为等温变压工艺,即超临界C02的萃取 和分离在同一温度下进行。萃取完后,通过节流降 低操作压力进入分离系统。此时C02流体对被萃取 物的溶解力逐步减小,从而使被萃取物溶解出来得 以分离,该工艺由于没有温度的变化,从而操作简 单,可实现对高沸点、热敏性、易氧化物质的接近 常温的萃取,特别适合于从天然产物中提香料,辛 香料和药用有效成份。
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三、超临界C02萃取工艺
超临界C02 萃取工艺是在特定的温度和压力下,先使 C02 变成为高密度超临界流体,然后对原料进行萃取, 达到萃取平衡后,再通过温度或压力的变化对所萃取 的物质进行分离,并进行C02的循环利用,整个工艺过 程可以是连续的、半连续的或间歇的。根据分离条件 的不同,超临界C02萃取有三种典型的流程,如图2所 示。
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3、超临界C02的萃取特性
(1)溶解特性 超临界C02是一种非极性流体,符合相似 相溶的原理。其溶解力随物质极性的减弱而增大,随 物质分子量的增大而减弱。一般地表现为,对分子量 小,极性弱的物质易溶解,对分子量较大,极性较强 的物质难溶解,对分子量高,强极性的物质,如氨基 酸、蛋白质、糖和无机盐等则不溶解。在实际应用中, 有时根据需要向超临界C02中加入助溶剂,来调整其溶 解力。
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3.一种新的单元操作 在传统的分离方法中.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 来实现分离的;蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度(蒸 气压)的不同来实现分离的,而SFE则是通过调节C02的 压力和温度来控制溶解度和蒸气压这两个参数来进行 分离的,故超临界C02萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的两 种功能和特点.从它的特性和完整性来看.可相当于 一种新的单元操作。
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(2)溶解力与P.T的关系 超临界CO2的溶解力受P和T的 影响较大。压力P增加,超临界C02的密度增加,溶解 力也相应增加,其实验的结果也是如此。以超临界 CO2 萃取沙棘油为例,T=39℃,P=15MP。时,油的 收率为88.0%,同样温度下,增加压力P=25MPa时, 油的收率增加到90.7%。但一般当压力在40MP。时, 超临界CO2 ,的溶解力就达到了实际所能获得的最高 限。
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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: