超临界萃取技术
超临界萃取技术及其应用ppt课件.ppt
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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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。
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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
1．超临界流体萃取的简介超临界流体萃取(Supercritical fluidextraction，简称SFE)是用超临界条件下的流体作为萃取剂，由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法。
超临界流体(Supercritical fluid，简称SCF)是指操作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的流体。
在此状态下的流体，具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。
因此SCF具有良好的溶剂特性，很多固体或液体物质都能被其溶解。
常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等．其中以二氧化碳最为常用。
由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点．而且所用溶剂多为无毒气体．避免了常用有机溶剂的污染问题。
早在100多年前，人们就观察到临界流体的特殊溶解性能，但在相当长时间内局限于实验室研究及石油化工方面的小型应用。
直到20世纪70年代以后才真正进入发展高潮。
1978年召开了首届专题讨论会，1979年首台工业装置投入运行，标志着超临界萃取技术开始进入工业应用。
超临界萃取之所以受到青睐，是由于它与传统额液-液萃取或浸取相比，有以下优点：①萃取率高；②产品质量高；③萃取剂易于回收；④选择性好。
1．超临界萃取的基本原理1．1．超临界流体特性所谓超临界流体（SCF），是指一类压强高于临界压强Pc,温度高于临界温度Tc，的流体，这种流体既不是液体，也不是气体，是一类特殊的流体。
超临界流体的物性较为特殊。
表1将超临界流体的这些物性与气体、液体的表1超临界流体的物性及与普通流体物性的比较相应值作了比较。
从表中可以看出：①超临界流体的密度接近于液体密度，而比气体密度高得多。
另一方面．超临界流体是可压缩的，但其压缩性比气体小得多；②超临界流体的扩散系数与气体的扩散系数相比要小得多，但比液体的扩散系数又高得多；③超临界流体的粘度接近于气体的粘度，而比液体粘度低得多。
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。
超临界萃取技术
超临界萃取技术1．超临界流体萃取的简介超临界流体萃取(Supercritical fluidextraction，简称SFE)是用超临界条件下的流体作为萃取剂，由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法。
超临界流体(Supercritical fluid，简称SCF)是指操作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的流体。
在此状态下的流体，具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。
因此SCF具有良好的溶剂特性，很多固体或液体物质都能被其溶解。
常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等．其中以二氧化碳最为常用。
由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点．而且所用溶剂多为无毒气体．避免了常用有机溶剂的污染问题。
早在100多年前，人们就观察到临界流体的特殊溶解性能，但在相当长时间内局限于实验室研究及石油化工方面的小型应用。
直到20世纪70年代以后才真正进入发展高潮。
1978年召开了首届专题讨论会，1979年首台工业装置投入运行，标志着超临界萃取技术开始进入工业应用。
超临界萃取之所以受到青睐，是由于它与传统额液-液萃取或浸取相比，有以下优点：①萃取率高；②产品质量高；③萃取剂易于回收；④选择性好。
1．超临界萃取的基本原理1．1．超临界流体特性所谓超临界流体（SCF），是指一类压强高于临界压强Pc,温度高于临界温度Tc，的流体，这种流体既不是液体，也不是气体，是一类特殊的流体。
超临界流体的物性较为特殊。
表1将超临界流体的这些物性与气体、液体的表1超临界流体的物性及与普通流体物性的比较ρ(k g﹒m-3) D(m2﹒s-1) μ(Pa﹒s)气体（0.1Mpa,15～30℃）0.6～2 （0.1～0.4）×10-4（0.1～0.3）×10-4液体600～1600 （0.02～（0.02～（0.1Mpa,15～30℃）0.2）×10-80.3）×10-2超临界流体，P=Pc，T=Tc 200～500 7×10-8（0.1～0.3）×10-4P=4Pc，T=Tc 400～900 2×10-8（0.3～0.9）×10-4相应值作了比较。
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。
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。
超临界萃取
超临界萃取1. 引言超临界萃取是一种利用超临界流体作为萃取介质的分离技术。
超临界流体是指在超过其临界点（临界温度和临界压力）的条件下存在的物质状态，表现出独特的物理和化学性质。
这种技术已经在化学、食品、制药和环境保护等领域得到广泛应用。
本文将介绍超临界萃取的原理、应用和优缺点。
2. 超临界萃取原理超临界萃取的原理基于超临界流体的特殊性质。
在超临界条件下，流体的密度和溶解性都显著增强，从而增强了其对目标物质的溶解能力。
超临界萃取可以选择性地提取目标物质，同时不引入有毒或有害的溶剂。
超临界萃取的基本步骤包括： - 原料准备：选择合适的原料，通常为植物或动物组织。
- 超临界流体的选择：根据目标物质的特性选择合适的超临界流体，常用的有二氧化碳和乙醇。
- 超临界萃取设备：使用高压容器和恒温器来实现超临界条件。
- 萃取过程：将原料置于超临界流体中，通过参数控制溶解和分离的过程。
- 分离和回收：通过减压和蒸发等方法将目标物质从超临界流体中分离提取，并回收使用。
3. 超临界萃取的应用3.1 化学领域超临界萃取在化学合成中的应用越来越广泛。
它可以用于分离和纯化有机化合物，提取天然产物和制备新型材料。
由于超临界流体可调节的溶解能力，可以选择性地提取目标物质，避免了传统方法中使用大量有机溶剂带来的环境问题。
3.2 食品工业在食品工业中，超临界萃取被广泛用于营养成分的提取，如咖啡因从咖啡中的提取，花青素从葡萄皮中的提取等。
超临界萃取不仅能够提取目标物质，还可以保留原料的营养成分，提高产品的质量。
3.3 制药领域超临界萃取在制药领域中也有重要的应用。
它可以用于药物的分离和提纯，提高药物的纯度和效果。
此外，超临界萃取还可以用于药物的微粒化和载药体系的制备，提高药物的生物利用度和稳定性。
4. 超临界萃取的优缺点4.1 优点•高效：超临界流体具有较高的扩散速度和溶解能力，能够在较短时间内完成目标物质的提取。
•环保：超临界流体通常采用二氧化碳等无毒无害的物质，不会对环境和人体健康造成危害。
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。
超临界萃取技术
3.检测流程：
载气由高压钢瓶中流出，经减压阀降压到所需压力后，通过净化干 燥管使载气净化，再经稳压阀和转子流量计后，以稳定的压力、恒定 的速度流经气化室与气化的样品混合，将样品气体带入色谱柱中进行 分离。分离后的各组分随着载气先后流入检测器，然后载气放空。检 测器将物质的浓度或质量的变化转变为一定的电信号，经放大后在记 录仪上记录下来，就得到色谱流出曲线。
SFE技术基本工艺流程：
原料经除杂、粉碎或轧片等一系列预处理后装入萃取器中。系统冲入 超临界流体并加压。物料在SCF作用下，可溶成分进入SCF相。流出萃 取器的SCF相经减压、凋温或吸附作用，可选择性地从SCF相分离出萃 取物的各组分，SCF再经调温和压缩回到萃取器循环使用。SC—CO2萃 取工艺流程由萃取和分离两大部分组成。在特定的温度和压力下，使原 料同SC—CO2 流体充分接触，达到平衡后，再通过温度和压力的变化， 使萃取物同溶剂SC—CO2分离，SC-CO2循环使用。整个工艺过程可以是 连续的、半连续的或间歇的。
5.气相色谱的应用：
在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析； 在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障；
在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量；
在农业上可用来监测农作物中残留的农药； 在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏； 在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能； 在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型；
4.影响因素：
a.萃取压力的影响 萃取压力是SFE最重要的参数之一，萃取温度一定时，压力增大，流体 密度增大，溶剂强度增强，溶剂的溶解度就增大。对于不同的物质，其 萃取压力有很大的不同。 b.萃取温度的影响 温度对超临界流体溶解能力影响比较复杂，在一定压力下，升高温度被 萃取物挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度，从 而使萃取量增大；但另一方面，温度升高，超临界流体密度降低，从而 使化学组分溶解度减小，导致萃取数减少。因此，在选择萃取温度时要 综合这两个因素考虑。
超临界萃取技术原理
超临界萃取技术原理
超临界萃取技术，又称超临界流体萃取技术，是一种利用超临界流体对物质进行分离和提取的方法。
其原理基于超临界流体的独特性质和溶解能力。
超临界流体是介于气体和液体之间，具有高扩散系数和低黏度的状态。
当某一物质的温度和压力达到其临界点时，其气液两相不存在，而是形成一种无界面的超临界流体。
这种超临界流体在物理性质上介于气体和液体之间，具有高密度、低粘度和可压缩性等特点。
利用超临界流体的溶解能力，超临界萃取技术可以对待提取物进行选择性提取。
一般来说，超临界流体对极性物质和非极性物质都有良好的溶解能力，因此可以广泛应用于有机物、天然产物和药物等领域。
在超临界萃取过程中，通过调节温度和压力等操作参数，可以改变超临界流体的溶解性能，实现对不同成分的分离提取。
超临界萃取技术具有很多优点。
首先，它可以在较低的温度和压力下进行操作，保护待提取物的活性和稳定性。
其次，超临界流体对目标物质具有高选择性，可以高效地分离纯化目标成分。
此外，由于超临界流体具有可压缩性，可以通过改变操作参数来调节溶解性能，进一步提高分离效果。
超临界萃取技术在工业生产和科学研究中得到了广泛应用。
例如，它可以用于提取天然产物中的活性成分，制备高纯度的药物和化学品。
此外，超临界萃取还可用于环境治理、废水处理
等领域，提供了一种高效、环保的分离方法。
总之，超临界萃取技术通过利用超临界流体的特性和溶解能力，实现了对物质的分离提取。
其原理简单而有效，具有广泛的应用前景。
超临界流体萃取技术的主要特点介绍
超临界流体萃取技术的主要特点介绍超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为萃取剂，将目标化合物从原材料或混合物中分离和提取出来的方法。
它具有以下主要特点：1. 温和条件：超临界流体萃取技术一般在相对较低的温度和压力条件下进行，相较于传统的溶剂萃取方法，它更为温和。
这样可以避免目标化合物的热敏性或化学变性，保证其纯度和活性。
2. 高选择性：超临界流体萃取技术具有较高的选择性，可以根据不同化合物的溶解度、极性和蒸汽压等特性，调节操作参数来实现对目标化合物的选择性提取。
这使得分离纯化更为简单和高效。
3. 溶剂可回收性：超临界流体本身具有很高的溶解能力和渗透性，它可以在短时间内快速和彻底地溶解目标化合物。
与传统有机溶剂相比，超临界流体萃取技术的溶剂可回收性更好。
在萃取过程结束后，只需降低温度和压力，超临界流体可转变为气态，易于分离和回收，减少了对环境的污染和资源的浪费。
4. 可控性和可扩展性：超临界流体萃取技术可以通过调节操作条件，例如温度、压力、流速等参数，来实现对目标化合物的可控提取。
它还可以与其他工艺方法（如色谱、结晶等）进行组合，以进一步提高分离纯化效果。
此外，该技术也具有较好的可扩展性，可以适应不同规模的实际应用需求。
5. 环境友好性：与传统有机溶剂相比，超临界流体萃取技术更加环保。
超临界流体一般是无毒、无害和可再生的，它不会对环境造成污染和危害。
因此，该技术在绿色化工和环保领域具有广泛的应用前景。
总之，超临界流体萃取技术具有温和条件、高选择性、溶剂可回收性、可控性和可扩展性等主要特点。
它在分离纯化、化工加工和环保领域中具有广泛的应用价值和发展前景。
超临界流体萃取技术是一种基于超临界流体的物质分离方法，它结合了化学和物理的原理，具有温和条件、高选择性、溶剂可回收性、可控性和可扩展性等许多独特的特点。
因此，该技术在各个领域中得到了广泛应用，并为研究人员和工程师提供了新的可能性。
首先，超临界流体萃取技术具有温和条件，这是其与传统溶剂萃取方法的显著区别之一。
超临界co2萃取技术原理
超临界co2萃取技术原理嗨，朋友！今天咱们来聊聊超临界CO₂萃取技术这个超酷的东西。
你知道吗？超临界CO₂萃取技术就像是一场神奇的魔法表演。
CO₂大家都熟悉吧，就是二氧化碳啦，在平常的状态下，它要么是气体，要么是固体（干冰），但在超临界状态下，那可就完全不一样喽。
当二氧化碳达到超临界状态的时候，它就像是一个超级厉害的小特工。
这个状态下的二氧化碳，它既有气体的高扩散性，就像一阵风似的，可以快速地钻进各种物质的小缝隙里；又有液体的高密度，就好像是一群紧密排列的小士兵，能很好地溶解其他物质。
这就好比一个人既有着风一般的速度，又有着大力士般的力量，是不是很厉害呀？那它是怎么进行萃取的呢？想象一下，我们有一个装着原料的容器，比如说里面有我们想要提取的某种植物的有效成分。
超临界CO₂就像一群饥饿的小蚂蚁，朝着这个原料堆就冲过去了。
它钻进原料的细胞里，把那些我们想要的有效成分，比如香精油啦，或者是一些药用成分之类的，紧紧地抱住。
因为它在超临界状态下的溶解性特别好，就像一个超级有亲和力的小伙伴，那些有效成分都特别乐意跟它走。
然后呢，这个带着有效成分的超临界CO₂就跑到另一个地方去了。
到了这个新的地方，只要稍微改变一下条件，比如说调整一下温度或者压力。
这超临界CO₂就像突然被施了魔法一样，它的状态发生变化了。
它可能就从那种超厉害的超临界状态变回普通的气体或者液体了。
而那些被它带着的有效成分呢，就被留在这个新的地方了，就这么简单地被提取出来了。
超临界CO₂萃取技术还有好多优点呢。
它特别环保，就像一个绿色小卫士。
CO₂本身就是一种很常见的气体，在这个萃取过程中，它可以循环利用。
不像有些传统的萃取方法，会用到一些有毒有害的溶剂，那些溶剂就像调皮捣蛋的小坏蛋，不仅会污染环境，还可能在提取的物质里留下不好的残留。
超临界CO₂萃取就完全没有这个烦恼啦。
而且啊，这个技术提取出来的东西质量特别高。
因为超临界CO₂在萃取的时候，就像一个特别细心的工匠，它能够很精准地把我们想要的成分提取出来，不会把那些杂质也一股脑儿地弄进来。
超临界萃取技术
超临界流体技术研究新进展
SCF萃取精馏技术
在原超临界CO2萃取系统加上一支精馏柱，构成 “萃取釜+精馏柱+分离釜”系统，使超临界CO2的 分离效果得到大大改善。由于许多物质在超临界 CO2中的溶解度随温度的升高而下降，所以一般超 临界CO2 精馏的精馏柱的温度分布是下面低温上面 高温，压力不变，通常采用轴向变温分四段加热。 随着携带有萃取物的CO2自下而上的流动，不断会 有一些组分因溶解度降低而被“淘汰”，并聚集形 成内回流。只有溶解度高的组分才会通过精馏柱在 分离釜中被回收。
CO2流量增加时，其与料液的接触搅 拌作用增强，传质系数和接触面积都相应 增加，改善流体在物料中的流动状态，提 高传质效率。但流量过大时，CO2 耗量增 加，提高生产成本。
影响超临界流体萃取的因素
5、萃取时间
CO2流量一定时，随萃取时间延长， 萃取物的得率增加。但当萃取一定时间后， 由于萃取对象中待分离成分含量减少而使 萃取率逐渐下降，再延续时间，则总萃取 量无明显变化。因此，在确定萃取时间时， 应综合考虑设备能耗和萃取率的关系。
超临界流体萃取的设备及工艺
典型超临界流体萃取设备流程
下图是南通华安超临界萃取有限公司 生产的一种通用流程的萃取设备
超临界流体萃取的设备及工艺
四、超临界流体 技术研究新进展
超临界流体技术研究新进展
超临界流体萃取精馏富集多不饱和脂肪酸 超临界流体制备超细颗粒技术
超临界流体技术的其它利用
超临界流体萃取的原理及特点
操作参数主要为压力和温度，而这两者比
较容易控制。在临界点附近，压力和温度 的微小变化将会引起流体密度很大变化， 并相应地表现为溶解度的变化。因此，可 以利用压力、温度的变化来实现萃取和分 离的过程。即在较高的压力下，将溶质溶 解于流体之中，然后降低流体溶液的压力 或升高流体溶液的温度，使溶解于超临界 流体中的溶质因其密度下降，溶解度降低 而析出，从而实现特定溶质的萃取与分离。
简述超临界萃取技术的工艺流程
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超临界萃取
溶剂+萃取质 原料A+B
萃取
分离
萃取剂循环
萃取质A 萃取剂补充
萃取残质B
超临界流体提取工艺流程图
过滤器
钢瓶 储气柜
压缩机
恒 泵 温 器
萃 取 器
分 离 器
分 泵 恒 温 离 器 器
吸收器
流 量 计
分离工程
超临界流体萃取系统主要由四部分组成：
溶剂压缩机（高压泵）； 萃取器； 温度、压力控制系统； 分离器或吸收器。 其它辅助设备包括：辅助泵、阀门、背压 调节器，流量计、换热器等。
6—二氧化碳泵
图1 中自萃取器底部放出的萃取相经过节流降压, 使溶剂的溶解度 减小而进入分离器中析出, 自分离器顶部放出的二氧化碳进冷凝器 冷凝成液体后用泵增压到萃取压力, 并使之经蒸发器汽化, 然后进入 萃取器循环使用。
2.等压变温萃取流程
是压力不变，控制温度的一种 系统。富含溶质的超临界流体 经热交换器加热后温度升高， 溶质的溶解度降低，溶质亦可
超临界萃取的应用 1医药工业 超临界流体一般可作为溶剂、抗溶剂或溶质，而且超临界流体萃 取工艺可以在低温下操作，因此特别适合热稳定性较差的物质分 离，且无其他残留物。由于很多药物的有效成是不易稳定存在的， 在提取过程中容易损失，因此在制备过程中运用超临界流体萃取 技术可以很好的解决这一问题。现在已经能用该技术成功的提取 了生物碱、黄酮、生育酚、吗啡等天然活性产品，在超细药物粒 子制备中取得了进展[3],另外超临界萃取技术还可以用于丹皮有效 成分的提取等[4]。 2食品工业 运用该技术可以对咖啡豆脱咖啡因、烟草脱尼古丁、奶制品脱胆 固醇、萃取啤酒花中的有效成分，以及从天然食物中提取食品加 剂如卵磷脂、麦芽油、茶油，食用香料如八角油、茴香油，食用 色素如辣椒红[1]、番茄红等。其中对啤酒花有效成分的提取，咖啡 豆脱咖啡等实现了工业化和产业化[2]。
超临界萃取技术
2. 什么是超临界流体？
超临界流体是处于特定的超临界温度和压力下的流体。 任何物质均具有特有的临界温度Tc和临界压力Pc； 在T＞Tc、P＞ Pc 条件下存在的物质称为超临界流体； 它们处于既非液体也非气体的超临界状态，是介于气体 和液体之间的一种特殊的聚集状态。
常用的超临界萃取剂： 常用的超临界萃取剂： 乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、乙烯、氨气、CO22、SO2 乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、乙烯、氨气、CO 、SO2 CO22应用最广，优点： CO 应用最广，优点： 1.它的临界点较低：Tc = 31.06℃，Pc=7.38MPa， 1.它的临界点较低：Tc = 31.06℃，Pc=7.38MPa， 特别是临界温度接近常温，可防止热敏性物质的 特别是临界温度接近常温，可防止热敏性物质的 氧化和降解； 氧化和降解； 2.临界密度(0.448g/cm33)是超临界溶剂中最高的，故 2.临界密度(0.448g/cm )是超临界溶剂中最高的，故 萃取能力强，提取率高； 萃取能力强，提取率高； 3.无毒、稳定性好、不易燃、价廉、易于回收。 3.无毒、稳定性好、不易燃、价廉、易于回收。
溶剂萃取法
超临界流体萃取
超临界流体萃取
超临界流体萃取它是利用超临界条件下的流体 作为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成 分，以达到某种分离目的的技术。所谓超临界 流体(SCF)即处于临界温度、临界压力以上的 流体。 在临界温度、压力以上，无论压力多 高，流体都不能液化但流体的密度随压力增高 而增加。
溶剂萃取法
微波辅助萃取
微波萃取
微波萃取又称微波辅助提取，是指使用适合的溶 剂在微波反应器中从天然药用植物、矿物、动物 组织中提取各种化学成分的技术和方法
超临界萃取技术
02
萃取条件优化
通过实验确定最佳的萃取压力、温 度、流速等条件。
产物收集
将分离后的产物进行收集和纯化。
04
实验设备与操作规范
1 2
萃取设备
超临界萃取装置，包括萃取柱、高压泵、加热器 、冷却器等部件。
操作规范
严格遵守设备操作规程，确保实验过程的安全和 稳定。
3
设备维护
定期对设备进行清洗和维护，确保设备的正常运 行。
食用色素提取
从天然材料中提取食用色素，用于食品加工和染色。
功能性食品成分提取
提取具有特定功能的食品成分，如抗氧化剂、益生菌等。
化工领域
精细化学品合成
利用超临界萃取技术合成 精细化学品，如染料、涂 料等。
高分子材料合成
合成高分子材料，如聚合 物、橡胶等。
环保化学品合成
合成环保化学品，如溶剂 、燃料等。
萃取剂的选择与使用
萃取剂选择
选择合适的萃取剂是超临界萃取技术的关键。常用的萃取剂 包括二氧化碳、乙醇、丙酮等。根据目标成分的性质和萃取 要求，选择合适的萃取剂可以提高萃取效率和纯度。
萃取剂使用
在使用超临界萃取技术时，需要将萃取剂与目标成分混合物 充分接触，以保证目标成分的溶解和萃取。同时，需要控制 温度和压力等参数，以保证萃取过程的顺利进行。
其他领域
环境科学
用于处理和回收废物、废水等环境污染问题。
能源领域
用于提取和分离燃料中的有效成分。
材料科学
用于合成和加工新材料。
04
超临界萃取技术优势 与局限性
技术优势
高效性
01
超临界萃取技术能够在短时间内从天然产物中提取出高纯度的
有效成分。
节能环保
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超临界萃取技术魏小东 2012110663化学工程学院化学工艺专业 2012级12班摘要：回顾了超临界萃取的发展历程，简要介绍了此技术的基本原理、流程技术、研究概况、影响因素、存在问题，并对超临界萃取技术今后的研究方向做了简单概述。
关键词：超临界萃取；现状；应用0 引言超临界萃取技术( Supercritical fluid extraction，简称SCFE) 是一种高效的新型分离技术。
与传统的萃取方法如减压蒸馏、水蒸汽蒸馏和溶剂萃取等相比，其工艺简单、选择性好、产品纯度高，而且产品不残留有害物质污染环境，符合当今寻找和开发节能环保的“绿色化学技术”的潮流。
从1869 爱尔兰物理学家Thomas Andrews 在《论物质气态与液态的连续性》一文中提出物质的临界点、临界温度及临界压强的相关概念以来人们对相变的研究已有近150 年的历史，但对超临界流体的研究和工业应用却是近几十年的事。
20 世纪40 年代国外就有学者开展了针对超临界流体的相关研究工作; 70 年代初联邦德国率先将超临界萃取技术应用到工业生产中，并取得显著的经济效益和社会效益; 80 年代以来发达国家在SCFE 方面的研究投入了大量的人力物力，在许多领域取得了一系列进展。
以日本为例，1984 年到1991 年 3 月统计显示，日本公布有关超临界流体萃取的公开特许专利共438 件，除1987 年外，基本趋势是逐年递增。
SCFE 作为一种共性技术，正逐渐渗透到有关材料、生物技术、环境污染控制等高新技术领域，并被认为是一种“绿色、可持续发展技术”，其理论及应用研究受到越来越多的重视，在化工、医药、石油、食品、香料、香精、化妆品、环保、生物工程等行业均得到了不同程度的应用。
我国对SCFE 的研究是最近十几年的事，因此我国在这方面的研究与国际相比还有很大差距。
[1]1 超临界萃取技术概述1.1 超临界流体特性简介汽液平衡相图中物质气液平衡线在一定的温度或压强下是呈水平变化的，但当系统处于某个特殊温度或压强之上时，气液平衡线将消失，即气相和液相的界面消失。
此时的特殊温度和压强分别被称为临界温度和临界压强，此时的状态被称为超临界状态，处于超临界状态下的流体被称为超临界流体。
超临界流体是独立于气、液、固三种聚集态但又介于气液之间的一种特殊聚集态，其基础理论研究尚处于发展阶段。
作为一种特殊聚集态的超临界流体当然具有若干特殊物理性质，超临界流体的密度比气体的密度要大数百倍，其数值与液体的密度相当; 其黏度仍接近气体，但与液体相比要小两个数量级; 扩散系数介于气体和液体之间，但都相差很大，大约是气体的0.01，比液体的要大数百倍。
因此超临界流体既具有液体溶解度大的特点又具有气体易于扩散和运动的特性，其传质速率很大。
1.2超临界流体兼具气体和液体的优点其密度接近于液体，溶解能力较强，而黏度与气体相近，扩散系数远大于一般的液体，有利于传质。
另外，超临界流体具有零表面张力，很容易渗透扩散到被萃取物的微孔内。
因此，超临界流体具有良好的溶解和传质特性，能与萃取物很快地达到传质平衡，实现物质的有效提取。
超临界流体温度和压力的轻微改变,都可导致物质物理化学性质如密度、介电常数、扩散系数、粘度、溶解度的巨大变化,导致溶剂和溶质的分离。
2超临界流体萃取技术分离原理及流程2.1 超临界流体萃取分离原理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。
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不同的成分萃取出来。
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。
考虑到溶解度、选择性、临界点数据及化学反应的可能性等一系列因素，可作为超临界萃取溶剂的流体并不是太多。
目前，超临界流体有CO2、C6H6、CH4、C2H6、C3H8、C2H5O 等含碳低相对分子质量化合物以及H2O 和NH3等，工业上使用较多的超临界流体主要是CO2和H2O。
水的临界温度和临界压力较高，操作和经济上不如CO2有竞争力超临界CO2具有以下优点: 临界温度31.06℃非常接近室温，临界压强适中，工业化易于实现，可以在35～40 ℃的条件下进行提取,能够防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散；在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应;又由于完全隔绝了空气中的氧,因此,萃取物不会因氧化或化学变化而变质；由于CO2 不具备可燃性,且萃取过程中不使用易燃易爆的有机溶剂,相对安全；CO2 是较容易提纯与分离的气体,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染；萃取和分离合二为一,当饱含溶解物流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速分离,成为两相,故能耗较少；CO2 无味、无臭、无毒,价格便宜,纯度高,容易取得,且能够循环使用,降低了成本。
具有杀菌和保鲜的作用；可以通过改变压力和调节温度来改变溶解性能,对于萃取成分有选择性；扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。
因此超临界CO2得到广泛应用与研究。
[2]2.2 超临界萃取技术工艺流程压力和温度的微小变化都可以引起密度很大的变化，并相应地表现为溶解度的变化，因此可以用压力、温度的变化来实现萃取和分离的过程。
以超临界CO2萃取为例，工艺流程见图 1 。
CO2气体经换热器换热和加压泵加压达到工艺过程所需要的温度和压力( 一般均高于临界温度和临界压力) ，使其成为超临界CO2流体，流体进入萃取釜与物料充分接触进行选择性萃取所需要的组分，经节流阀降压至CO2的临界压力以下，随后进入分离釜，溶质从萃取液中解析出来成为产品，定期从釜内排出，解析后的CO2再循环使用。
循环利用产品图1 超临界CO2萃取工艺流程超临界流体萃取的工艺流程一般是由萃取和分离两大部分组成。
在特定的温度和压力下，使原料同超临界流体充分接触，达到平衡后，再通过温度和压力的变化，使萃取物同溶剂分离，超临界流体溶剂可以重复循环使用。
3 超临界萃取方法的分类按溶质与萃取剂的分离方法不同，超临界流体萃取有等温变压萃取、等压变温萃取、吸附萃取和惰性气体法几种典型流程，其中以等温变压萃取流程的应用最为广泛。
如图2所示图2 超临界流体萃取3种基本流程3.1 等温变压萃取流程温度不变，控制压力的一种系统。
超临界萃取是在产品溶质的溶解度最大时的压力下进行的，然后溶液通过减压阀降压，溶质在超临界流体中的溶解度降到最低，在分离器中分离出来，溶剂可经再压缩进入萃取器循环使用。
优点是由于没有温度变化,故操作简单,可实现对高沸点、热敏性、易氧化物质接近常温的萃取。
缺点是压力高，投资大，耗能高。
3.2 等压变温萃取流程压力不变，控制温度的一种系统。
富含溶质的超临界流体经热交换器加热后温度升高，溶质的溶解度降低，溶质亦可在分离器中分离收集。
优点是压缩耗能相对较小，缺点是对热敏性物质有影响。
3.3吸附萃取流程在分离釜中放置适当的吸附剂，利用吸附剂吸附萃取相中的溶质，从而将溶质与萃取剂分离开来。
优点是该工艺始终处于恒定的超临界状态，所以十分节能。
缺点是吸附剂的选择较为麻烦。
3.4惰性气体流程超临界流体中加入惰性气体，如CO2中加入氮气或氩气可降低其溶解能力，达到分离溶质。
此过程为恒温、恒压，但牵涉到混合气体的分离回收。
[4]因此需要慎重考虑各种流程的特性和优缺点，综合考虑，使用最理想的萃取分离流程。
值得一提的是吸附法不需要压缩能耗和热交换能耗，应是省能的过程。
但该法只适用于可使用选择性吸附方法分离目标组分的体系，绝大多数天然产物分离过程很难通过吸附剂来收集产品，所以吸附法只能用于少量杂质脱除过程。
因为温度变化对二氧化碳流体的溶解度影响远小于压力变化的影响，但是通过改变温度的等压法工艺过程，虽然可节省压缩能耗，但实际分离性能受很多限制，实用价值较少，所以通常超临界CO2萃取过程大多采用改变压力的等温法流程。
4 超临界萃取系统的分类按照萃取物料可分为固体物料的超临界流体萃取系统和液体物料的超临界流体萃取系统。
其中固体物料的超临界流体萃取系统又可分为间歇式萃取系统、半连续式萃取系统和连续式萃取系统。
4.1间歇式萃取系统在超临界流体萃取研究中，所面临的萃取对象大部分是固体物料，多采用容器型萃取器进行间歇式萃取。
普通的间歇式萃取系统一般由一只萃取釜、一只或两只分离釜构成，有时还有一只精馏柱。
图3 几种典型的间歇式萃取系统4.2半连续式萃取系统半连续式萃取系统是指采用多个萃取釜串联的萃取流程。
超临界流体萃取过程中，物料的装卸过程是非常费时的，有的系统采用两个或三个萃取釜的并联可以节约操作时间。
但将多个萃取釜串联起来，将萃取体积方便地分解到几个高压釜中，从而批处理就变成了一个地道的逆流萃取。
图4固体物料的半连续萃取工艺流程4.3 连续式萃取系统固体物料的连续萃取的关键是连续进料问题，目前所用的进料方式是采用固体通过不同的压力室的半连续进料（即气锁式进料）以及螺旋挤出方式。
德国HAG AG 公司的咖啡超临界流体脱咖啡因系统就是采用的气锁式进料方式。
4.4液体物料的超临界流体萃取系统液体物料的萃取多采用连续逆流萃取系统，该系统主要由一个能实现连续逆流萃取的萃取塔（柱）组成。
在萃取塔里为保证液体物料与溶质的充分接触，加大传质，一般采用填料柱和塔板柱。
图5 多级液-液萃取流程5 萃取过程的影响因素及局限性5.1萃取过程的影响因素超临界流体萃取过程的影响因素很多，其中主要的有压力、温度、物料粒度、容积比、CO2流量的影响、萃取时间的影响。
其中压力的影响是当温度恒定时，溶剂的溶解能力随着压力的增加而增加。
温度的影响是当压力较高时，较高的温度可获得较高的萃取速率。
一方面是物质的蒸汽压随着温度的增加而增加，另一方面，传递速率随温度增加而增加。
物料粒度的影响是颗粒过大，萃取速率慢。
在这种情况下，提高压力对萃取速率影响不明显。
颗粒过小，细小的颗粒形成紧密的固体床层，影响传质。
溶剂比的影响是溶剂比大，溶剂循环量大；溶剂比小，萃取时间长CO2流量的影响是通常收率一定时，流量越大，溶质溶剂之间的传热阻力减小，则萃取的速度越快，但萃取回收负荷大，从经济上考虑应该选择适宜的萃取流量。
萃取时间的影响是在超临界流体萃取过程中，CO2流量一定时，萃取时间越长，效率越高。
萃取刚开始时，由于溶剂与溶质未达到良好接触，收率较低。
随着萃取时间的加长，传质达到某种程度，则萃取速率增大，直到达到最大之后，由于待分离组分的减少，传质动力降低而使萃取速率降低。
[5]5.2超临界萃取的局限性超临界萃取有一下局限性，设备投资较高：高压装置和高压设备，投资费用高，安全要求亦高。