超临界流体萃取基本原理
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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。
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
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。
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
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。
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
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
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。 • CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金量，并
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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 4.89 4.26 3.80 3.37 2.97 3.14 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
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
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。
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
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。
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
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。
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
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
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。 • CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金量，并
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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 4.89 4.26 3.80 3.37 2.97 3.14 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
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