二氧化碳超临界流体萃取技术简介
超临界流体二氧化碳萃取技术在植物提取中的应用
超临界流体二氧化碳萃取技术在植物提取中的应用近年来，随着人们对天然产品需求的增加，植物提取技术逐渐受到广泛关注。
超临界流体二氧化碳萃取技术作为一种高效、环保、可控的提取方法，已经在植物提取领域得到了广泛应用。
本文将介绍超临界流体二氧化碳萃取技术的原理、优势以及在植物提取中的具体应用。
一、超临界流体二氧化碳萃取技术的原理超临界流体二氧化碳萃取技术是利用高压下的二氧化碳在临界点附近的特性进行物质分离过程。
在超临界状态下，二氧化碳同时具备气体和液体的特性，可充当提取剂和洗涤剂。
该技术的关键在于控制温度和压力，使二氧化碳达到超临界状态。
超临界流体二氧化碳具有低表面张力、低粘度和高扩散系数的特点，能够在短时间内快速渗透到植物细胞中，实现高效的物质提取。
二、超临界流体二氧化碳萃取技术的优势1. 环保性：与传统有机溶剂相比，超临界流体二氧化碳无毒、无污染，对环境友好。
二氧化碳易于分离和回收，减少化学废物的排放，符合可持续发展的要求。
2. 选择性：通过调节温度和压力，可以灵活地控制超临界流体对目标物质的溶解度。
相比其他溶剂，超临界流体二氧化碳对多种化合物具有不同的溶解度，具备较好的选择性，可有效提取靶向化合物。
3. 高效性：超临界流体二氧化碳的高渗透性和扩散系数，能够快速、均匀地穿透植物组织，使目标化合物迅速被提取。
此外，超临界流体二氧化碳的温和条件有助于保持被提取物质的活性和功能。
三、超临界流体二氧化碳萃取技术在植物提取中的应用1. 天然药物提取：超临界流体二氧化碳技术在提取天然药物中具有广阔应用前景。
比如，可利用超临界流体二氧化碳从植物中提取多酚类、黄酮类、生物碱类等活性成分。
超临界流体二氧化碳的选择性使得提取纯度较高，有助于提高制药的质量。
2. 食品添加剂提取：超临界流体二氧化碳可用于提取食品添加剂，如天然色素和香料。
与传统有机溶剂相比，超临界流体二氧化碳提取的食品添加剂更纯净、更安全。
3. 精细化学品提取：超临界流体二氧化碳技术在精细化学品提取中也有应用。
二氧化碳超临界流体萃取技术
二氧化碳超临界流体萃取技术1. 什么是二氧化碳超临界流体萃取？想象一下，你在厨房里做一道美味的菜，食材新鲜，调料得当，但有一样东西让你的味道更上一层楼，那就是萃取！二氧化碳超临界流体萃取技术，就是一个在化学和食品领域里发挥魔力的“厨艺秘诀”。
好吧，简单来说，它就是利用超临界状态的二氧化碳来提取植物中的精华，比如油、香味或者其他活性成分。
它听起来复杂，但实际上，它就像是在做一道高级的浓汤，把好东西从食材中提取出来。
1.1 超临界流体是什么？超临界流体，这个名字听上去就像科幻电影里的怪物，但其实它是个很乖的家伙。
我们知道，液体和气体有各自的特点，但当物质在高温和高压的环境下，它们就会变得很奇妙，成为“超临界流体”。
在这个状态下，二氧化碳既可以像气体一样流动，又可以像液体一样溶解东西，简直是“水火不容”的完美结合。
就像在派对上，气氛一高涨，大家都融入了一起，开心得不得了。
1.2 为什么选择二氧化碳？有人可能会问，为什么要用二氧化碳呢？其实，二氧化碳是个环保小天使，它的来源广泛，成本也相对低。
而且，提取出来的成分没有残留，有些就像小孩子的作业，干干净净，放心使用。
再说，它提取的产品往往质量更高，口感更好，香味更浓，谁不喜欢呢？2. 二氧化碳超临界流体萃取的过程接下来，咱们聊聊这个神奇的过程。
首先，我们得准备好要萃取的材料，像是香草、咖啡豆或者草药，这些都是“主角”。
然后，把这些材料放进一个密闭的容器里，就像给他们一个舒适的小窝。
接着，我们就开始给这个小窝加压、加热，让二氧化碳变成超临界状态。
这个过程就像是在给材料做个“深层按摩”，把他们里面的精华一股脑地释放出来。
2.1 这个过程的好处说到好处，那可真是不胜枚举。
首先，这个方法非常高效，能够在短时间内提取出大量的成分，节省了时间和成本。
其次，超临界流体的低毒性，让这个萃取过程更安全，更健康。
谁都不想吃到有害物质吧？而且，由于它不使用溶剂，所以最终的产品味道更加纯正，简直就是“无污染”的代名词。
超临界二氧化碳流体萃取技术实验
大型超临界流体萃取装置
工作系统
操作作面
压缩机 制冷机
控制系统
CO2
七、提高萃取效率的方法
提高萃取效率的方法除了适当提高萃取 压力、选取合适萃取温度和增大超临界 流体流量之外, 还可以采用加入适量的夹 带剂, 利用高压电场和超声波等措施。 此外, 还有一些强化措施包括搅拌、增加 流量或采用移动床等, 这些措施都是为了 达到减少萃取中外扩散阻力的目的。
超临界流体（SCF）的特性
物质状态 密度（g/cm3） 粘度(g/cm/s) 扩散系数(cm2/s )
气态
(0.6-2) ×10-3
(1-3) ×10-4
0.1-0.4
液态
0.6-1.6
(0.2-3) ×10-2
(0.2-2) ×10-5
SCF
0.2-0.9
(1-9) ×10-4
(2-7) ×10-4
超临界CO2流体萃取技术实验
王江
一、超临界流体萃取的几个概念
物质的临界状态：指物质气态和液态共存的一种边缘状态， 在此状态下，液态的密度与其饱和蒸汽密度相同，因此气 液两态界面消失。此状态只有在临界温度和临界压力下才 能实现，如果气体处于临界温度之上，无论给予多大的压 力，都不能将其液化。
临界点：物质处于临界状态下所在的温度、压力点。
超临界流体：指处于超过物质本身临界温度和临界压力状 态时的流体。稳定的纯物质都有固定的临界点。
超临界流体萃取：是利用超临界流体（SCF）作为萃取剂， 从液体和固体中萃取出特定成分，以达到某种分离的目的。
在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容 量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。
由以上特性可以看出，超临界流体兼有液体和气体的双重特 性，扩散系数大，粘度小，渗透性好，与液体溶剂相比，可 以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程的实现。
CO2超临界流体萃取
超临界流体萃取具有的优点
(1)萃取时间短:由于超临界流体强穿透力和高溶解度, 它能快速地将提取物从载体中萃出,既节省溶剂,又 减少了能源和人力的费用。 (2)萃取彻底:萃取结果更接近实际情况,从而提高了 后续分析过程的准确性和可靠性。 (3)有利环境保护:利用二氧化碳作为流体,解决了有 机溶剂对环境的污染,也有利于保护实验室工作人员 的健康。 (4)低温萃取:在较低温度下萃取,解决了对热敏感样 品的萃取难题。 (5)痕量萃取:能萃取10-9级的样品。
希望通过我的讲解大家能够对 超临界流体萃取技术有所认 识！！
二 氧 化 碳 高 压 系 统
二 氧 化 碳 回 流 系 统
萃取塔
超临界CO2萃取技术在国内天然药物 研制中的应用
目前，国内外采用CO2超临界萃取技术可利 用的资源有：紫杉、黄芪、人参叶、大麻、 香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫 瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、 生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、 香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、 沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、 煤、废油等。Leabharlann 超临界CO2萃取技术的展望
超临界二氧化碳流体作为一种新型的溶剂 或介质,由于自身的众多优点而倍受青睐,随 着对其研究工作的深入,特别是有关基础数 据的逐步完善和工程技术难题的克服,超临 界二氧化碳流体萃取和超临界二氧化碳流 体中的化学反应必将获得新的发展。
参考文献 ： 《超临界萃取装置的研制及其应用 》 李巧玲 周明华 陈俊南(华北工学院 太原 030051) (北京理工大学 北京 100081) 《超临界二氧化碳流体》 刘景旺 顾炳鸿(天津师范大学化学系,天津300074)
为什么选用二氧化碳？ 二氧化碳？ 二氧化碳
二氧化碳超临界流体萃取技术简介
常见临界流体萃取辅助剂
被萃取物 咖啡因 单甘酯 亚麻酸
青霉素G钾盐 乙醇 豆油
菜子油 棕榈油 EPA ,DHA
超临界流体
CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2
辅助剂 水
丙酮 正己烷
水 氯化锂 己烷,乙醇
丙烷 乙醇 尿素
超临界流体旳选择性
超临界流体萃取技术
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态
物质旳第四态：超临界状态
临界温度：每种物质都有一种特定 温度，在这个温度以上，不论怎样 增大压强，虽然密度与液态接近， 气态物质也不会液化。这个温度称 为物质旳临界温度。
④ 化合物旳相对分子量越高，越难萃取。
分子量在200～400范围内旳组分轻易萃 取，有些低相对分子质量、易挥发成份甚 至能够直接用二氧化碳液体提取；高分子 量物质（如树胶、蜡等）则极难萃取。
超临界CO2是非极性溶剂，在许 多方面类似于己烷，对非极性旳脂 溶性成份有很好旳溶解能力，对有 一定极性旳物质（如黄酮、生物碱 等）旳溶解性就较差。其对成份旳 溶解能力差别很大，主要与成份旳 极性有关，其次与沸点、分子量也 有关。
3 扩散系数比气体小，但比液体高一到 两个数量级，具有很强旳渗透能力
4 SCF旳介电常数，极化率和分子行为 都与气液两相都有明显差别
总之，超临界流体不但具有液体 旳溶解能力，也具有气体旳扩散和 传质能力
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 中萃取出某些成份并进行分离旳 技术。
超临界二氧化碳流体萃取技术
超临界二氧化碳流体萃取技术摘要超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction，简称SFE)[1]是一种发展快，运用广的新型分离技术，具有操作简单、能耗少、污染低、分散能力好、产品纯、无有机溶剂残留等优点，故又名“绿色分离技术”。
其中超临界CO2萃取技术运用最为广泛，技术最为成熟。
广泛用于医药、食品和化工工业，对于传统方法难以提取及分离的物质，更有其无可比拟的优越性。
本文主要介绍了SFE技术分离原理、主要优点、技术运用及发展现状，并对其发展前景进行展望。
关键词：超临界流体萃取技术；二氧化碳；应用；Keywords:Supercritical Fluid Extraction（SFE）;CO2;Application引言超临界流体萃取技术是近30年前发展起来的一个新兴的分离技术。
超临界萃取的介质可以有很多种，例如水、二氧化碳、乙烷、己烷、一氧化氮、氨、二氯二氟、甲烷等等。
这一技术是运用了流体处于临界温度和临界压力之上时的溶解性发生特异性变化这一点，对目的物进行萃取。
即使是较小的温度、要离变化，对超临界流体的溶质溶解性都可以起很大变化，运用这一点完成了对目标物的萃取和分离。
随着人们对生活品质的追求，对食品、药物的质量与安全的要求越来越严格，在追求无毒无公害的绿色生活中，传统的食品添加剂、香料、药物成份的提取方法已经逐渐不为人们所接受。
更为安全、高效、环保的工艺手段也逐步代替了传统加工工艺，而超临界流体萃取技术即为其中突出的一种新兴分离技术，可以达到更高的安全标准的同时，满足高效的当代生产要求。
1.概述1.1超临界流体萃取技术的定义超临界流体（SCF）是指热力学状态处于临界点之上的流体。
超临界流体由于液气分界消失，是提高压力也不液化的非凝聚性气体。
兼具液体与气体物性，其密度似液体，且物质溶解度与溶剂密度成正比，故溶解能力接近液体溶剂[2]。
其黏度又似气体，具有气体易于扩散、运动特性，传质速率远高于液体。
超临界CO2流体萃取技术
选择萃取溶剂为二氧化碳是因为其无毒、无害、无残留、安全性好;工艺 流程简单, 操作方便, 提取时间快、生产周期短; 用人少,节约劳动力;较低 的温度下萃取, 防止热敏性物质的氧化分解。 工艺过程 超临界流体萃取过程基本上由萃取阶段和分离阶段所组成,按所采用的方 法不同,有变压萃取分离(等温法)、变温萃取分离(等压法)和吸附萃取分离 (吸附法)3种基本流程。超临界CO2 萃取的工艺流程是将被萃取物粉碎后放入 萃取釜中密封,设定好萃取釜的温度和压力。CO2低温冷却成液态后经高压泵 增压进入萃取器,与其中的原料接触、传质,节流膨胀后进入分离器里。这时 由于溶质在CO2 中的溶解度降低而从CO2中凝聚析出, 汇集在分离器底部，溶 剂CO2则从分离器顶端引出, 循环使用。装置设计要遵循安全、可靠、可连续 运转、宽适应、广用途的指导思想,为了适应不同制品萃取过程的需要,装置 的操作参数须设计得高些, 且调节范围也须宽些, 即有较大的操作弹性。
中草药、调味品：随着我国经济的不断发展, 人们开始对中草药进行深入的 研究。姚伟席, 刘志明分别从银杏叶中萃取了黄酮化合物。从药用植物红花 中提取红花苷及红花醌甙; 从甘草中提取甘草甙; 从长春花中提取长春花碱 和长春新碱; 生物碱的超临界流体萃取; 花卉：超临界流体萃取技术在花卉方面应用也比较多, 除了非常成熟的啤酒 花超临界流体萃取技术外还有很多。超临界流体萃取百合中秋水仙碱, 萃取 溶剂为CO2;提携剂; 乙醇; 萃取温度: 40℃; 萃取压力: 18MPa; 萃取时间: 2h; 萃取过程中须加入氨水进行碱化而使秋水仙碱游离出来, 这样利于萃取。 此外在花卉方面采用超临界流体萃取技术还有关于桂花、茉莉花、金银花、 柚子花挥发成分、桂花净油化学成分、鸡蛋花、水雪莲花等超临界CO2萃取技 术的研究。
超临界萃取
超临界萃取
超临界萃取是一种利用超临界流体（通常是超临界二氧化碳）作为
溶剂进行提取的技术。
超临界流体具有介于气体和液体之间的特性，具有较高的溶解力和低的粘度。
超临界萃取被广泛用于从天然产物
中提取化学物质，如药物、天然香料和植物提取物。
超临界萃取的过程是将待提取物料与超临界流体接触，在高压和高
温条件下进行混合和溶解。
随后，通过降压或降温来使溶液回到常
压下，提取物则会从溶液中析出。
这种技术具有以下几个优点：
1. 高选择性：超临界萃取可以根据物质的溶解度和分配系数来实现
有选择性的提取。
2. 高效性：超临界萃取过程通常较快，可以在短时间内完成大量提取。
3. 无残留溶剂：超临界流体通常可以通过减压来回收和重复使用，
因此没有残留的溶剂产生。
4. 温和条件：超临界萃取通常在相对温和的条件下进行，对物质的
活性和稳定性影响较小。
由于这些优点，超临界萃取已被广泛应用于食品、医药、化工和环保等领域。
它在提取高附加值产品、减少有机溶剂使用、替代传统萃取技术等方面具有重要的应用前景。
超临界CO2流体萃取技术
美国应用分离公司超临界 CO2流体萃取仪一、超临界流体萃取技术的起源及发展超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction，SFE) 作为一种技术应用于分离提取最早可追溯到1879年，当时J.B.Hannay等就发现，用超临界的乙醇可溶解金属卤化物，压力越高，溶解能力越强。
1962年E.klesper等首次成功用超临界的二氯二氟甲烷从血液中分离铁卟啉，1966年开始用超临界CO2和超临界正戊烷来分析多环芳烃、染料和环氧树酯等。
1978年klesper又将超临界流体技术应用于聚合物工业，从聚合物中提取各类添加剂，使超临界流体萃取技术的应用范围不断扩大。
超临界流体萃取技术在工业中也早有应用，最为典型的例子就是用CO2流体萃取咖啡豆中的咖啡因，即脱咖啡因。
二、超临界流体萃取仪的工作原理及特点超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction，SFE) 是一种以超临界流体作为流动相的分离技术。
超临界流体是指物质高于其临界点，即高于其临界温度和临界压力时的一种物态。
它即不是液体，也不是气体，但它具有液体的高密度，气体的低粘度，以及介入气液态之间的扩散系数的特征。
一方面超临界流体的密度通常比气体密度高两个数量级，因此具有较高的溶解能力；另一方面，它表面张力几近为零，因此具有较高的扩散性能，可以和样品充分的混合、接触，最大限度的发挥其溶解能力。
在萃取分离过程中，溶解样品在气相和液相之间经过连续的多次的分配交换，从而达到分离的目的。
三、超临界流体萃取仪的基本流程和重要部件典型的超临界流体萃仪的工作流程如下图所示。
它大体上可分为三个部分即流动相系统、分离系统、和收集系统。
Micrometering ValveModifier Pump Module流动相对流动相的选择首先要考虑它对萃取样品的溶解能力，流动相的密度越大，其溶解能力越强；次外，在实际应用中还必需考虑流体的超临界条件、腐蚀性和毒性等。
co2超临界萃取法
CO2超临界萃取法CO2超临界萃取法是一种用于提取天然产物和分离化合物的高效且环保的技术。
它利用二氧化碳（CO2）在超临界状态的特性，结合适当的温度和压力条件，实现对目标物质的选择性提取。
1. 原理CO2超临界萃取法基于CO2的物理性质，当温度和压力超过临界点时，CO2会变成超临界流体，具有密度和溶解能力的特点。
在这种状态下，CO2既具有气体的扩散性和低粘度，又具有液体的溶解能力和高密度，因此可以有效地溶解多种化合物。
2. 过程CO2超临界萃取法的过程通常包括以下几个步骤：（1）预处理：将原料进行干燥、粉碎等预处理步骤，以增加提取效率。
（2）萃取器：将预处理后的原料放入萃取器中，与CO2超临界流体接触。
（3）溶解：CO2超临界流体在与原料接触的同时，通过溶解作用将目标化合物从原料中提取出来。
（4）分离：将溶解了目标化合物的CO2超临界流体转移到分离器中，通过降压或改变温度，使CO2从溶解状态向气体状态转变，从而使提取的目标化合物得以分离。
（5）回收：分离后的目标化合物可通过冷凝或其他方法进行回收，而CO2则可以回收再利用。
3. 优势CO2超临界萃取法相对于传统的有机溶剂萃取方法具有以下优势：（1）环保性：CO2是一种无毒、无害、无残留的天然物质，不会对环境造成污染。
（2）高效性：CO2超临界流体具有较高的溶解度和扩散性，可以快速有效地提取目标物质。
（3）选择性：通过调节温度和压力等条件，可以实现对目标化合物的选择性提取，减少杂质的干扰。
（4）可控性：CO2超临界萃取法的温度和压力可以根据需要进行调节，以适应不同的提取要求。
（5）可回收性：CO2可以回收再利用，降低了成本和资源消耗。
4. 应用领域CO2超临界萃取法在许多领域都有广泛的应用，包括：（1）药物制剂：用于从天然药物中提取有效成分，制备药物制剂。
（2）食品工业：用于提取植物油、香料、咖啡因等天然产物。
（3）香精和化妆品：用于提取香精和化妆品中的活性成分。
二氧化碳超临界流体萃取装置原理
二氧化碳超临界流体萃取装置原理
二氧化碳超临界流体萃取（SFE）是一种用于提取和分离化合物的技术，常用于食品、药物和化妆品等行业。
下面是二氧化碳超临界流体萃取装置的原理：
1. 超临界流体状态：
在高压和高温条件下，二氧化碳可以变为超临界流体状态。
超临界流体既具有气体的低表面张力和高扩散性，又具有液体的高密度和可溶性。
这使二氧化碳成为一种理想的提取剂。
2. 超临界流体萃取装置构成：
二氧化碳超临界流体萃取装置通常由以下组成部分构成：
- 压力容器：用于控制二氧化碳的压力和温度，将其转化为超临界流体状态。
- 泵：将液态二氧化碳压入压力容器，使其达到必要的压力。
- 萃取器：装置中所需提取物与样品隔离的部分，通常由固定床、萃取柱或萃取板组成。
- 分离器：将二氧化碳和提取物分离的部分，通常是一个收集器。
3. 萃取过程：
a. 压力调节：通过控制泵和压力容器，将液态二氧化碳压力升至超临界状态（通常在10-30 MPa），同时控制温度使其保持超临界状态（通常在40-60℃）。
b. 萃取物溶解：将待提取物样品加入萃取器中，让超临界二氧化碳与样品接触。
由于超临界二氧化碳的高溶解性，它可以从样品中溶解和萃取目标化合物。
c. 分离：将含有目标化合物的超临界二氧化碳从萃取器中传输到分离器中，通过减压降温使二氧化碳恢复到气态，从而将目标化合物分离并收集。
二氧化碳超临界流体萃取装置利用超临界二氧化碳的特性，能够高效地提取食品、药物和化妆品中的化合物。
其原理简单且操作方便，同时具有无毒、无残留和环境友好等优点。
这使得二氧化碳超临界流体萃取成为一种广泛应用的分离技术。
CO2超临界萃取
超临界流体萃取技术是近代化工分离中的一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作溶剂，超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。
超临界CO2萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。
用超临界CO2作溶剂对生物、食品、药物等许多产物的提取和纯化。
○超临界CO2 流体的应用：医药工业：中药有效成份的提取、药品原料的浓缩、精制、脱溶、脂质分离精制；食品工业：啤酒花，植物动物油提纯，植物色素的提取；化妆品香料工业：天然香料、合成香料的分离、精制、烟草脱碱，化妆品原萃取；化学工业：烃的分离、有机化合成原料的精制、共沸混合物的分离、反应的回收、有机溶剂的水溶剂脱水、水氧化；其它：超导、半导体、陶瓷、石油岩心洗油、酶催化反应、超细粒子、超临界应；○超临界CO2 萃取装置：该装置主要由萃取釜、分离釜、精镏柱、CO2高压泵、副泵、制冷系统、CO2贮罐、换热系统、净化系统、流量计、温度、压力控制（保护）系统等组成。
○基本流程：1、CO2→萃取釜→分离Ⅰ→分离Ⅱ→回路；2、CO2→萃取釜→分离Ⅰ→分离Ⅱ→精镏柱→回路；3、CO2→萃取釜→精镏柱→分离Ⅰ→分离Ⅱ→回路；4、CO2→萃取釜→分离Ⅰ→精镏柱→分离Ⅱ→回路。
○根据工艺要求增加流程：1、CO2→精镏柱底部→分离Ⅰ→分离Ⅱ→回路；同时原料→精镏柱中部（逆流）液体原料连续萃取；2、分离Ⅰ或分离Ⅱ（分离物）→副泵3→精镏柱中上部；○超临界CO2 萃取特点：1、临界温度低，适用于热敏性化合物的提取和纯化。
2、可提供惰环境，避免产物氧化，不影响萃取物的有效成份；3、萃取速度快，无毒、不易燃，使用安全，不污染环境；4、无溶剂残留，无硝酸盐和重金属离子；组合形式：一萃一分；一萃二分；一萃二分一柱；二萃二分；二萃二分一柱；四萃二分；四萃二分一柱，亦可根据超临界CO2 萃取装置→特点1，萃取釜压环快速打开，O型圈为进口，使用周期4个月以上。
超临界二氧化碳萃取技术
超临界二氧化碳萃取技术超临界二氧化碳萃取技术（Supercritical Carbon Dioxide Extraction, SCDE）是一种在溶剂萃取中使用的萃取技术。
溶剂萃取技术可以提取出有机或无机物质中有价值的物质。
超临界二氧化碳萃取技术具有显著优点，比如快速萃取速度、极佳的溶剂选择性、温和的萃取条件、易于操作和恢复溶剂etc.因此，它已经成为用于提取食品、药物、食品添加剂、香精香料和化妆品中有用物质的主流技术。
超临界二氧化碳萃取技术包括超临界二氧化碳的固定相萃取（SFE-SCDE）和液相萃取（LPE-SCDE）。
超临界二氧化碳的固定相萃取是使用固定溶剂，如活性炭或吸附剂，将溶剂（二氧化碳）固定在溶剂体系中。
这种萃取技术被认为是最受欢迎的萃取技术，用于提取和分离膳食类成分。
超临界二氧化碳的液相萃取技术则使用液态的溶剂，如乙醇或乙酸乙酯，将被萃取的物质溶解在液体溶剂中。
超临界二氧化碳萃取具有几个显著优点，使其成为最受欢迎的萃取技术。
首先，超临界二氧化碳具有较低的沸点，可以在低温下较快地完成萃取。
其次，它是一种温和的萃取技术，这意味着它可以保留被萃取物质的生物活性。
此外，由于超临界二氧化碳没有毒性，而且可以容易地从被萃取的物质中恢复和回收，因此它可以降低废物和危险废物的产生。
总而言之，超临界二氧化碳萃取技术是一种温和、高效、安全有效的技术，用于从有价值物质中提取和分离出有用物质。
它具有较高的灵敏度，较快的萃取速度，极佳的溶剂选择性，易于操作和恢复溶剂，可以降低废物和危险废物的产生，因此被广泛应用于食物、药物、食品添加剂和化妆品等行业。
宇航人超临界二氧化碳萃取
宇航人超临界二氧化碳萃取
宇航人超临界二氧化碳萃取是一种利用超临界二氧化碳流体技术进行物质提取的方法。
超临界二氧化碳流体萃取技术是指利用气、液相临界点以上的二氧化碳流体，代替有机溶剂进行常温提取的现代绿色提纯技术。
这种技术具有提取效率高、产品选择性强、产品营养成分和风味物质保留完全、无溶剂残留等优点。
宇航人超临界二氧化碳萃取技术广泛应用于医药、食品、香料、日化等领域。
在医药领域，可以用于提取有效成分，如破壁灵芝孢子粉、红花杜鹃叶中的活性成分等。
在食品领域，可以用于提取植物油，如花生油、核桃油、沙棘油等。
此外，还可以用于提取香料成分、天然维生素E等。
宇航人超临界二氧化碳萃取技术具有以下优点：
1. 提取效率高：超临界二氧化碳流体能够迅速穿过物料颗粒，提高提取效率。
2. 产品选择性强：通过调节二氧化碳流体的温度、压力等参数，可以实现对不同成分的选择性提取。
3. 保留产品营养成分和风味物质：在提取过程中，超临界二氧化碳流体能够有效地保留产品中的营养成分和风味物质。
4. 无溶剂残留：二氧化碳是一种环保无毒的物质，提取过程中无溶剂残留，符合绿色生产要求。
5. 应用范围广泛：宇航人超临界二氧化碳萃取技术可以应用于医药、食品、香料、日化等多个领域。
总之，宇航人超临界二氧化碳萃取技术是一种绿色、高效、选择性强的现代提取技术，具有广泛的应用前景。
超临界CO2萃取技术
应用举例——丹参
超临界CO2萃取丹参药材中的丹参酮ⅡA的最佳条件选择为：萃取压力 25.0MPa, 萃取温度50℃, 以95%乙醇为携带剂, 乙醇用量30%, 原料粒 度20目, 动态萃取2h, 流速为250L/h。
应用举例——丹参
超临界CO2萃取法与传统的有机溶剂提取法相比, 具有成本低, 操 作简便, 提取安全, 收率高, 杂质少, 无污染等优点, 综合考虑可替代 传统的有机溶剂提取法, 超临界CO2萃取法完全可以在大生产中推广 使用。
而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界 面消失，成为一个均相体系，这一点就是该物质的临界点。当流体的温度和压力 都处在临界温度和临界压力以上时，则称该流体处于超临界状态，该流体为超临 界流体。在超临界流体中，CO2是研究最多的一种流体。CO2因其无毒、不燃烧、 与大部分物质不反应、价廉等优点，最为常用。
超临界CO2 萃取技术与其他技术联用
青蒿素是我国唯一得到国际承认的抗疟新药。青蒿 素结构中有一过氧基团, 传统的溶剂提取法由于经过长 时间的提取和浓缩, 易使青蒿素破坏损失, 且要浓缩大 量的有机溶剂,易燃易爆, 提取周期长, 成本高。
中药提取分离过程现代化国家工程研究中心采用了 超临界CO 2 萃取、重结晶等技术的工艺集成从黄花蒿 中提取青蒿素, 产品收率比传统法提高1. 9 倍, 生产周 期比传统法缩短约100 h, 并且成本有较大降低。此外, 该工程中心在注射用蛋黄卵磷脂的产业化开发中将超临 界CO 2 萃取与结晶、冷冻干燥等技术工艺集成, 结果 既解决了生产工艺上的难点, 又降低了成本。
超临界CO2 萃取技术与其他技术联用
大蒜可行滞气、暖脾胃、消症积、解毒杀虫的作用，近 代研究表明大蒜亦有抗菌消炎、降血脂、抑制血小板聚集、 减少冠状动脉粥样硬化、抗癌防癌等作用
CO2超临界流体萃取技术
CO2超临界流体萃取技术韩延欣技术简介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，液、气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。
高于临界温度和临界压力的流体称为超临界流体。
超临界流体萃取(Superitical Fluid Extraction，以下简称SFE)是一项应用广泛的实用性新技术。
传统的提取物质中有效成份的方法，如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，其工艺路线长、产品纯度不高，易残留有害物质。
1、超临界萃取的原理：在超临界状态下，超临界流体兼有气、两重性：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，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。
然后借助减压、升温的方法使超临界流体从被萃取物质中完全析出，从而达到分离提纯的目的。
相密度(g/ml) 扩散系数(cm2/s) 粘度(g/cm.s)气体(G) 10-3 10-1 10-4超临界流(SCF) 0.3～0.9 10-3～10-4 10-4～10-3液体(L) 1 10-5 10-22、超临界流体（ＳＣＦ）的选取：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，达到选择性地提取各种类型化合物的目的。
可作为SCF的物质很多，如二氧化碳、一氧化亚氮、乙烷、甲醇、氨和水等。
其中二氧化碳因其临界温度低（Ｔc＝31.3℃),接近室温；临界压力小(Ｐv＝7.15MPa)，扩散系数为液体的100倍，因而具有较好的溶解能力。
二氧化碳无色、无味、无毒、不易燃、化学惰性、低膨胀性、价廉、易制得高纯气体等特点，使其作为超临界萃取的流体得到较为广泛的应用。
超临界二氧化碳流体萃取是利用CO2流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而开发的新型萃取技术，具有提取率高、产品纯度好、流程简单等优点。
超临界二氧化碳萃取原理,特性
超临界二氧化碳萃取原理,特性
超临界二氧化碳萃取原理是一种较新的生物活性成份分离技术，它涉及使用二氧化碳在超临界状态下进行物理萃取。
超临界二氧化碳是一种介质，其物理和化学性质非常类似于常温常压下的液体气体，广泛应用于萃取、分离和提纯活性成分，其最大特点是它不含任何有机溶剂，因此可以有效减少生物样品中有机溶剂的使用，避免有机溶剂引起的安全风险和污染问题，而且可以加快萃取速度，提高对生物活性成份的收集率。
超临界二氧化碳萃取首先将生物样品放入萃取器中，然后将纯度高达99.9％的超临界二氧化碳作为介质放入萃取器中，然后通过控制压力、温度和时间来使二氧化碳进入超临界状态。
进入超临界状态的二氧化碳具有非常强的流动性，形成一种低温下的蒸汽流，可以有效地从生物样品中提取出生物活性成份。
同时，由于超临界流体的绝热性能，可以防止样品中活性成份的失活，有效保存其生物活性。
超临界二氧化碳萃取技术具有较好的选择性、灵敏性和质量可控性，可以有效地将特定生物活性成分从生物样品中提取出来，是一种模块化的和可重复的工艺程序，具有可操纵性和可调节性，可为实验室设计灵活的萃取方案。
因此，超临界二氧化碳萃取技术已成为一种全球萃取系统的关键部分，可用于提取和精细加工各种生物样品中的有效成分。
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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，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。
萃取压力的设置
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
流量 计 分 萃
高压 泵
CO2临界温度和压力都较低，易于工业化。
CO2不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不
会产生副反应并且廉价易得。 CO2来源于化工副产物，应用过程中易于回收， 能够减少温室气体的排放。 超临界CO2的溶解能力可通过流体的压力来调节。
超临界CO2处理后的产物易纯化、无溶剂残留。
超临界CO2对高聚物有很强的溶胀和扩散能力。 超临界CO2对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性。
超临界萃取剂的临界温度越接近操作温 度，则溶解度越大。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。
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； 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；
乙醚
193.6
3.68
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 与液体之间。
物质 状态
气态 液态 SCF
密度（g/cm3）
(0.6-2) ×10-3 0.6-1.6 0.2-0.9
粘度(g/cm/s)
(1-3) ×10-4 (0.2-3) ×10-2 (1-9) ×10-4
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。
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。
溶剂残留不可避免 存在重金属 溶剂的溶解能力为定值 可能使用高温，导致热敏物质分解 存在无机盐被萃取的问题 溶剂选择性差 需要额外的操作单元来脱除溶解
超临界萃取
完全无溶剂残留，洁净 无重金属 溶解力随温度和压力变化 通常在较低温度下，不分解 无无机盐残留 选择性好 在线分离，有效物质收率高
超临界二氧化碳
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。
超临界CO2非极性的脂
超临界流体萃取过程
将萃取原料装入萃取釜。采用二氧化碳为超临界溶剂。二氧化碳气 体经热交换器冷凝成液体，用加压泵把压力提升到工艺过程所需的 压力(应高于二氧化碳的临界压力)，同时调节温度，使其成为超临 界二氧化碳流体。二氧化碳流体作为溶剂从萃取釜底部进入，与被 萃取物料充分接触，选择性溶解出所需的化学成分。含溶解萃取物 的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以下进 入分离釜(又称解析釜)，由于二氧化碳溶解度急剧下降而析出溶质， 自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分，前者为过程产品，定期从 分离釜底部放出，后者为循环二氧化碳气体，经过热交换器冷凝成 二氧化碳液体再循环使用。整个分离过程是利用二氧化碳流体在超 临界状态下对有机物有特异增加的溶解度，而低于临界状态下对有 机物基本不溶解的特性，将二氧化碳流体不断在萃取釜和分离釜间 循环，从而有效地将需要分离提取的组分从原料中分离出来。
f vi
=fLi
p*i xiriφ*i＝ pyiφi
xi ——液相中组分i的摩尔分数
ri ——液相中组分i的活度系数
φi——组分i的逸度系数
φ*i——纯组分i饱和蒸气的逸度系数
P——总压
p*i ——纯组分i的饱和蒸汽压
超 临 界 流 体 萃 取 的 应 用
医药工业
中草药提取 酶，纤维素精制 金属离子萃取 烃类分离 共沸物分离 高分子化合物分离 植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取 天然香料 化妆品原料
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。
超临界流体萃取的特点
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
扩散系数(cm2/s )
0.1-0.4 (0.2-2) ×10-5 (2-7) ×10-4
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 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 4 SCF的介电常数，极化率和分子行为 都与气液两相均有明显差别
E——增强因子
psi ——纯固态组分i的饱和蒸汽压 Vsi ——纯固态组分i的摩尔体积
式中Bi1 为第二维里系数，表示组分i与超临界流体(组分1）相互作用能的大小， 作用能越大，Bi1（为负值）的绝对值越大，E也就越大
液体溶质在超临界流体中的溶解度
液体溶质在气相中的溶解度与气液相的平衡有关，当气液两相平衡时，各相的逸 度相同。得到：
超临界CO2萃取的影响因素
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 的应用。可在SCF中加入极性溶剂 （如乙醇等）以改变溶剂的极性， 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 一定量乙醇可大大增加其溶解度。
对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；
纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循还用量； 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。
超临界流体萃取的热力学基础简介
固体溶质在超临界流体中的溶解度
固体溶质在气相中的溶解度可由下式推算 yi = (psi/p)E ，lnE＝(Vsi－2Bi1)/V
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
解析方法（一）
等温法
操压 作力 简高 单， ，投 常资 温大 萃， 取能 耗 高 ，
解析方法（二）
敏能 性耗 物相 质对 有较 影少 响， 对 热
等压法
解析方法（三）
吸附法
超临界流体萃取的特点
压缩机
萃取釜
热交换器
二氧化碳循环泵
萃取釜 容积500L
美国Supercritical Processing Inc
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。
夹带剂的作用： 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
1.2 1.1
纯CO2密度与压力、温度的关系
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.3 0.2
CO2流体密度是温度 与压力的函数
压 力
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
0.1
温度 各直线上数值为CO2密度，g/ml
超临界流体萃取的特点
3、分离工艺简单
超临界萃取只由萃取器和分离器二部分组成，不需要溶剂回收 设备，与传统分离工艺流程相比不但流程简化，而且节省耗能。
4 、分离过程有可能在接近室温下完成(二氧化 碳)，特别适用于过敏性天然产物。
5 、 必须在高压下操作，设备及 工艺技术要求高，投资比较大。
溶剂萃取和超临界萃取的对比
溶剂萃取
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。
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。
总之，超临界流体不仅具有液体 的溶解能力，也具有气体的扩散和 传质能力
超临界流体萃取
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）