超临界萃取工艺流程与设备的研究现状和发展趋势
超临界流体萃取技术研究新进展
超临界流体萃取技术及应用李健化学工程与工艺10级1班摘要：综述了超临界流体萃取技术的发展概况基本原理及工艺流程特点性质应用领域等，并对这一新兴技术的发展前景做出了展望。
关键字：超临界流体、萃取技术、应用1、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。
超临界流体萃取又称为气体萃取（gas extraction）或稠密气体萃取（dense-gas extraction），具有气体和液体的双重性质，具有一般液体溶剂所没有的明显优点，如：粘度小、扩散系数大密度大，溶解特性和传质特性良好，在临界点附近对温度和压力特别敏感。
超临界萃取技术概述2、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，由常用的超临界流体临界性质表可知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的应用与发展
超临界流体萃取技术的应用与发展摘要：介绍了超临界流体萃取技术（SFE）的原理、特点及工艺。
阐述了超临界流体萃取技术的发展与研究应用概况，并对超临界流体萃取技术的发展前景进行了展望。
关键词：超临界流体；萃取；应用；发展随着现代工业的高速发展，绿色化学、清洁生产技术成为各国研究的热点，超临界流体萃取技术作为一种高效、清洁、节能的分离方法，受到了越来越多的关注，由于萃取过程容易控制调节、萃取效率高、能耗低，使得该技术广泛应用于各个领域。
1.超临界萃取技术简介1.1超临界流体临界态指气、液两态差异消失，相变为零时的特有状态。
处于临界态的温度和压力称为临界温度和临界压力，二者合称为临界点。
在临界点附近，温度和压力的微小变化都会使物体的密度发生极大变化。
我们把超过临界点的气体称为超临界流体（SCF），超临界流体具有其它流体所不具备的良好溶解性、流动性和传递性。
1.2技术原理超临界萃取是利用在临界压力和临界温度附近具有特殊性能的超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术。
超临界流体是一种被加热和压缩至临界温度与临界压力以上的流体，临界状态是不够稳定的特殊状态，在这种状态下气体和液体之间的性质差别将消失，两者之间的界面亦将消失。
由于超临界流体具有介于气体和液体之间的物理性质，具有近液体的溶解能力，有气体对固体和高黏度物质较强的渗透性，并且随温度和压力的微小变化有较大变化，因此具有比液体溶剂更好的萃取效率和更高的萃取速度。
SFE正是利用这一性质以及相似相容的原理，在较高的压力下，使溶质溶解在SCF中，然后使SCF溶液的压力降低或温度升高，这时溶解于SCF中的溶质就会因SCF的密度下降，溶解度降低而析出，从而达到萃取分离的目的。
1.3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，以超临界萃取二氧化碳为例，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），使其成为超临界二氧化碳流体，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，经节流阀降压至二氧化碳的临界压力以下，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，解析后的二氧化碳再循环使用。
超临界流体萃取技术的进展与挑战
超临界流体萃取技术的进展与挑战超临界流体萃取技术作为一种高效、绿色的分离技术，在众多领域展现出了巨大的应用潜力。
近年来，随着科学技术的不断进步，该技术取得了显著的进展，但同时也面临着一系列挑战。
超临界流体萃取技术的原理是利用超临界流体在特定条件下具有优异的溶解能力和传质性能，从而实现对目标物质的高效提取和分离。
超临界流体通常是指处于其临界温度和临界压力以上的流体，如二氧化碳、乙烷、丙烷等。
其中，二氧化碳由于其临界温度和压力相对较低、化学性质稳定、无毒无害且价格低廉等优点，成为了最常用的超临界流体。
在进展方面，超临界流体萃取技术的应用领域不断拓展。
在食品工业中，它被用于提取天然香料、色素、油脂等成分。
例如，从咖啡豆中提取咖啡因，不仅能够提高提取效率，还能减少有机溶剂的使用，降低对环境的污染。
在医药领域，该技术可用于提取中草药中的有效成分，提高药物的纯度和质量。
此外，在化工、环保等领域也有着广泛的应用。
同时，超临界流体萃取技术的工艺和设备也在不断优化。
新型的萃取装置和工艺流程的开发，提高了萃取效率和选择性。
例如，采用多级萃取和逆流萃取等方式，能够更好地分离复杂混合物中的目标成分。
并且，与其他技术的结合，如超临界流体色谱、超临界流体结晶等，为物质的分离和纯化提供了更多的可能性。
然而，超临界流体萃取技术也面临着一些挑战。
首先，设备投资和运行成本较高，这限制了其在一些中小企业中的广泛应用。
超临界流体萃取设备需要在高压条件下运行，对设备的材质和制造工艺要求严格，导致设备造价昂贵。
而且，为了维持超临界状态，需要消耗大量的能量，增加了运行成本。
其次，超临界流体萃取技术对操作条件的要求较为苛刻。
例如，压力、温度、流速等参数的微小变化都可能对萃取效果产生显著影响。
这就需要操作人员具备较高的技术水平和丰富的经验，以确保萃取过程的稳定性和可靠性。
再者，对于一些极性较强或分子量较大的物质，超临界流体的溶解能力有限，导致萃取效果不理想。
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。
超临界流体提取技术的应用与发展
超临界流体提取技术的应用与发展在现代科技的快速发展中，各种先进的提取技术不断涌现，为人类的生产和生活带来了巨大的便利。
其中，超临界流体提取技术凭借其独特的优势，在众多领域展现出了广阔的应用前景，并取得了显著的发展成果。
超临界流体提取技术是一种利用超临界流体作为溶剂进行物质提取和分离的新型技术。
超临界流体是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态下的流体。
在这种状态下，流体兼具气体的扩散性和液体的溶解性，具有很强的溶解能力和渗透能力，能够有效地提取各种天然产物、药物成分、香料等物质。
超临界流体提取技术在医药领域的应用尤为突出。
许多药物成分在传统的提取方法中往往会受到破坏或损失，而超临界流体提取技术能够在温和的条件下，高效地提取出高纯度的药物有效成分。
例如，从植物中提取抗癌药物紫杉醇、从银杏叶中提取黄酮类化合物等。
这种技术不仅提高了药物的提取效率和纯度，还减少了杂质的引入，降低了药物的副作用。
在食品工业中，超临界流体提取技术也发挥着重要作用。
它可以用于提取食用油、香料、色素等天然成分。
以食用油为例，超临界二氧化碳提取的食用油品质优良，不含溶剂残留，营养价值高。
同时，对于香料的提取，能够更好地保留其原有的香气成分，提高食品的风味和品质。
在化妆品领域，超临界流体提取技术为天然植物提取物的应用开辟了新途径。
许多植物提取物具有抗氧化、保湿、美白等功效，但传统提取方法可能会影响其活性成分。
通过超临界流体提取技术，可以获得高活性、高纯度的植物提取物，用于化妆品的研发和生产，满足人们对天然、安全、有效的化妆品的需求。
除了上述领域，超临界流体提取技术在环境保护方面也具有潜在的应用价值。
例如，对于工业废水中的有机污染物，可以利用超临界流体的特殊性质进行高效分离和去除，减少环境污染。
随着科技的不断进步，超临界流体提取技术也在不断发展和完善。
一方面，研究人员在不断探索新的超临界流体介质，以扩大其应用范围。
除了常见的二氧化碳，一些新型的超临界流体如乙烷、丙烷等也逐渐受到关注。
超临界CO2萃取技术及其发展前景
超临界CO2萃取技术及其发展前景1超临界CO2萃取技术的特点超临界流体技术近三十年来在国际上得到迅猛发展,内容涉及超临界流体萃取、超临界色谱、超临界条件下的化学反应、超临界流体细胞破碎技术、超临界流体结晶技术等。
超临界流体萃取(Supercritical fluid, SCF)技术就是以超临界状态(压力和温度均在临界值以上)的流体为溶媒,对萃取物中的目标组分进行提取分离的过程。
可以用于超临界流体萃取的物质很多,理论上讲,诸如甲醇、乙醇、二氯甲烷等沸点较低的有机物都可以用于超临界工业。
但是由于这些物质的毒性较大,在工业中的应用受到很大限制。
因CO2气体的临界温度和临界压力低（31.06o C,7.39MPa），而且具有无色、无味、无毒、易于分离、价廉、易制得高纯气体等特点，因而成为应用最为广泛的超临界流体。
超临界CO2萃取技术尤其适合于生物资源有效成分的分离,十分符合绿色食品发展的要求,被称作“绿色分离技术”，现已广泛应用于食品、医药等行业。
[1-2]2超临界CO2萃取技术的应用2.1在香料及色素提取中的应用利用超临界CO2萃取技术主要从鲜花、水果皮、食用香料等中提取精油，也可提取其它风味物质，如生姜中的姜辣素、胡椒中的胡椒碱、辣椒中的辣椒素等，其中，从啤酒花中提取挥发性油和律草酮是超临界萃取最成功的工业化应用。
[3]另外，目前已有1000L的萃取设备用于香料的生产，产品种类正不断增多。
张骊等从墨红花中用超临界提取的精油香气与鲜花相近。
[4]高彦祥等通过调整分离器的工艺参数，获得含脂和含油两种产品，中试效果好。
[5]曾健青等萃取芹菜籽油，其中具有防治心血管疾病的医用有效成分(3一正丁基一4，5一二氢苯并吠喃酮)含量比水蒸气法所得芹菜籽油高5倍多。
[6]超临界CO2可以较好的选择性萃取甜橙皮油，优质提取胡椒中的风味成分，还可以从辣椒中直接提取辣椒包素，蕃茄中提取蕃茄红素，紫草中提取紫草宁，海藻中提取胡萝卜素等。
超临界流体萃取局限性及发展前景
超临界流体萃取局限性及发展前景超临界流体萃取是一种利用超临界流体作为溶剂进行物质萃取的方法。
超临界流体具有介于气体和液体之间的特性，有较高的扩散系数和较低的粘度，因此在物质萃取中有很大的应用潜力。
然而，超临界流体萃取技术仍然存在一些局限性，同时也面临着一些挑战。
首先，超临界流体的操作条件相对较为严苛。
超临界流体的温度和压力通常需要非常严格的控制，以保证萃取效果。
同时，一些物质在超临界条件下很难溶解，导致萃取效率较低。
因此，超临界流体的操作条件需要仔细优化，增加了工艺的复杂度和成本。
其次，超临界流体萃取技术对设备的要求相对较高。
由于超临界流体的性质，需要使用耐压、耐高温的设备，这增加了设备的成本。
同时，在大规模应用中，需要大量的超临界流体和大型设备，使得成本进一步增加。
此外，超临界流体萃取技术在一些领域的应用还比较有限。
虽然在食品、制药、化工等领域已经有一些应用案例，但在其他领域，尤其是高端应用领域，如新材料研发、环境保护等方面的应用还比较有限。
这主要是由于超临界流体的操作条件和设备要求限制了其在这些领域的推广应用。
然而，尽管存在一些局限性，超临界流体萃取技术仍然具有很大的发展前景。
首先，超临界流体萃取可以替代传统的有机溶剂萃取。
由于超临界流体具有较低的毒性和环境友好性，可以显著减少对环境的污染。
因此，超临界流体萃取在环境保护领域具有广阔的应用前景。
其次，超临界流体萃取可以提高产品的纯度和品质。
由于超临界流体的较高扩散系数和较低粘度，可以更好地控制物质的分离和提取过程，从而提高产品的纯度和品质。
这使得超临界流体萃取在食品、医药等领域的应用更加广泛。
此外，随着科学技术的不断进步，超临界流体的操作条件和设备性能也在不断改善。
新型的超临界流体、新型的设备和工艺方法的出现，为超临界流体萃取的应用扩展提供了更多的可能性。
例如，超临界流体萃取与其他技术的结合，如超声波辅助、微波辅助等，可以进一步提高萃取效率和产品品质。
超临界流体萃取技术的应用现状
超临界流体萃取技术的应用现状摘要：本文综述了超临界流体萃取技术的发展历史、基本原理、特点，以及在医药、食品、日化、环境等领域的应用现状，并对其今后的发展作了展望。
关键词:超临界萃取技术；应用；发展；引言近年来，随着人们对可持续发展战略认识的不断加强，在国民经济各领域，绿色化学、清洁生产技术受到越来越多的重视。
各国都在致力于寻找和开发各种节能、环保型的“绿色化学技术”，而拥有近三十年发展历史的超临界流体萃取( supercritical fluid extraction，简称SFE)技术，由于它能利用流体在超临界状态下具有选择性的溶解能力的特性来对不同的物料进行分离。
作为一种独特、高效、清洁、节能的新型分离方法，因此该技术在天然有机物质的提取与分离上，显示出了良好的应用前景。
本文旨在对SFE技术的发展、原理、应用研究现状作一简要介绍，以期让更多的读者对该技术及其在各领域应用情况有更广泛的了解。
1 超临界流体萃取技术的发展历史所谓超临界流体（SF），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极好的萃取剂。
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进行萃取分离的一种新型分离技术。
1869年安德鲁斯发现临界点拉开了超临界流体研究的序幕。
1879年，英国研究人员Hannay和Hogarth在研究中发现，一些高沸点的物质如氧化钴、碘化钾、溴化钾等在临界状态下的乙醇中可以溶解，但系统压力下降时，这些无机盐又会被沉降出来。
从而受到启发，即在一定条件下物质的溶解度随着压力的增大而增大。
基于这种事实，当时在理论上对临界点的特殊现象进行了研究，但没有实际应用的工业价值。
20世纪50年代，美国的Todd和Elgin从理论上提出应用SFE 进行工业化分离的可能性。
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。
超临界流体提取技术的进展与挑战
超临界流体提取技术的进展与挑战超临界流体提取技术作为一种新型的分离技术，在众多领域展现出了巨大的潜力和应用价值。
它利用超临界流体的特殊性质，实现了对目标物质的高效提取和分离。
随着科学技术的不断发展，超临界流体提取技术也在不断进步，但同时也面临着一系列的挑战。
超临界流体是指处于临界温度和临界压力以上的流体，兼具液体和气体的优点。
常见的超临界流体有二氧化碳、乙烷、丙烷等，其中二氧化碳由于其无毒、不易燃、临界条件相对温和等优点，在超临界流体提取中应用最为广泛。
在技术进展方面，超临界流体提取技术的设备不断优化和改进。
新型的提取设备采用了更先进的材料和制造工艺，提高了设备的耐压性和密封性，降低了设备的成本和维护难度。
同时，设备的自动化程度也越来越高，能够实现对提取过程的精确控制和实时监测，提高了提取的效率和质量。
提取工艺的创新也是技术进展的重要方面。
研究人员通过优化提取参数，如温度、压力、流速、提取时间等，提高了目标物质的提取率和纯度。
此外，采用联合提取技术，如超临界流体提取与传统溶剂提取相结合、超临界流体提取与色谱分离相结合等，进一步拓展了超临界流体提取技术的应用范围。
超临界流体提取技术在医药领域的应用取得了显著进展。
它可以用于提取天然药物中的有效成分，如生物碱、黄酮类、萜类等。
与传统的提取方法相比，超临界流体提取能够更好地保留药物的活性成分，提高药物的疗效和安全性。
同时，该技术在药物制剂的制备中也发挥了重要作用，如制备纳米颗粒、脂质体等新型药物载体。
在食品工业中，超临界流体提取技术可用于提取香料、色素、油脂等天然成分。
例如，从咖啡豆中提取咖啡因，从植物中提取天然香料和色素，从鱼油中提取不饱和脂肪酸等。
这些提取物具有纯度高、质量好、无溶剂残留等优点，符合人们对食品安全和健康的要求。
然而，超临界流体提取技术在发展过程中也面临着一些挑战。
首先是成本问题。
超临界流体提取设备的投资较大，运行成本较高，这在一定程度上限制了其在一些领域的广泛应用。
超临界流体萃取分离技术研究
超临界流体萃取分离技术研究超临界流体萃取分离技术是一种应用于分离浓缩化学物质的绿色技术。
它采用了高压、高温的超临界条件，使液体和气体之间的界面消失，获得了介于液态和气态之间的状态，既能使用作为极性、非极性、酸性、碱性等不同性质的溶剂提取化合物，又能消除溶剂残留。
在分离提取、纯化制备、浓缩效果和操作便捷性等方面有着明显的优势。
本文将重点介绍超临界流体萃取分离技术在化学物质的提取分离方面的研究现状。
一、什么是超临界流体萃取分离技术超临界流体萃取分离技术是指在高压、高温的条件下，将对应体系的温度或压强升高至超临界状态下，以这种介于液态和气态之间的状态提取和分离化学物质的技术。
在这种状态下，气液界面消失，体系的密度及粘度小，分子动量大，溶解力强，故具有优异的溶解性和传质性能。
同时，由于压强和温度可以在一定的范围内调节，因此萃取物、残留溶剂、杂质等可以被方便地控制。
超临界流体由于它的独特性质也已经被广泛应用在化工、医药、食品、环保等领域。
比如，它可以提取植物中的有效成分并尽量减少有害物质，获得高纯度、高价值的化合物。
另外，这种技术还可以提高催化剂的稳定性，催化剂的使用效率、转化率和产物选择性等。
二、超临界流体萃取分离技术在化学物质提取中的应用超临界流体萃取分离技术可以应用于大多数的化学物质提取中，比如草药提取、天然产物药物提取、挥发性物质的分离提取等。
以下介绍一些具体的例子。
超临界二氧化碳（SC-CO2）提取食品中的热敏性产物在食品加工中，许多的有益成分都是热敏性的，传统的提取方法往往不能保证成分的保真性。
有研究尝试使用超临界二氧化碳来提取花生油中的物质，结果表明，所得物质的质量比传统方法提取的要好。
这种方法有优异的选择性，可以缩短提取时间，扩大萃取物的范围，并可以大大提高提纯度。
超临界萃取提取草药中的有效成分草药中的有效成分大多分布在挥发性或不挥发性物质中，其中不挥发性成分往往难以提取。
采用传统的水提法或醇提法往往不但不能得到全面、高保真、高效率的药物，而且会有大量的溶液残留，会影响草药的效果。
超临界流体萃取技术的研究与应用
辽 宁 化 工Lidoning Chemical Industry 第50卷第1期2021年1月Vol.50, No. 1January. 2021超临界流体萃取技术的研究与应用陈诠铭（中国刑事警察学院，辽了沈阳110035 ）摘 要：超临界流体萃取技术在农业生产、中医药品、食品加工、化工等工业中有广泛的应用， 具备分离效果好、产率高及环保等优势.现已逐渐取代传统方法来获取更高品质的产品介绍了超临 界流体的概念及萃取技术.并概述了该技术在各方面的应用及发展前景：关键词：超临界流体；萃取技术；应用；发展趋势中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1004-0935 （2021） 01-0055-031超临界流体的简介1.1超临界流体的概念图1为物质的三相图，图1中可以看岀物质是以3种状态存在的，通过压力和温度的改变在三相中转换。
当物质温度超过咒、压力超过仇时.就进入图中的右上角所示的超临界状态。
此时的物质与三相不同，属于新的单一相，被称为超临界流体 （SCF ） "'o1.2超临界流体萃取的基本原理所谓超临界流体萃取，就是当物质处于超临界状态时，环境的压力和温度与被萃取物在超临界流 体内的溶解度有密切的关联，由此能够将各物质进行萃取分离。
当超临界流体与被萃取物混合后，超 临界流体会根据各物质的极性、沸点等性质不同进行萃取分离。
2超临界流体萃取的研究2.1超临界流体的溶剂特性当气体超过临界点后，不会因外界压力的改变而发生液化。
超临界流体是新的单一相，所以其性 质与气、液体均不完全相同，而是介于液相与气相之间，其密度和溶解能力与液体相仿，黏度等性质 与气体更加接近。
表I 为超临界流体的性质。
表1超临界流体的性质状态密度/(gcnf)黏度/(Pas)扩散系数/（cm 2-s'）气体超临界流体液体(0.6-2.0 ) x 10_，0.2-0.90.8-1.00.05-0.350.20-0.993.00-24.000.01-10(0.5-3.3 ) x 10^(0.5-2.0 ) x 10 5除此之外.在超临界流中当压力和温度稍有改 变，溶质在SCF 中的溶解度就会有明显改变。
超临界萃取技术研究现状与应用
周 ．也 ， ： 等 超临界萃取技术研究现状与应用
・ ７・ ３
超临界萃取技术研究现状与应用
周 也 南 郑州 ４００ ） ５ ０ １
摘要 ： 简要介绍了超临界 萃取技术 的背景 ， 并对超 临界萃取技术做相关概述。着重介绍 了强化 萃取 的方法和超 临界萃取技术的工
超 临界 萃 取 技 术 （ ｕｅｃｉｃｌｆ ｉ ｅｔ ｃｉ ， Ｓ ｐｒｒｉａ ｌ ｄ ｘｒ ｔｎ ｔ ｕ ａ ｏ
被认 为 是一 种 “ 色 、 持 续 发 展 技 术 ” 其 理 论 及 绿 可 ， 应 用研究 受 到越来 越 多 的重视 ， 在化 工 、 医药 、 石油 、
简称 Ｓ Ｆ ） Ｃ Ｅ 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“ 色化学 技术 ” 绿 的潮流 。
业应用 。
关键词 ： 超临界萃取技术 ； 强化 ； 工业应 用 中图分类号 ：Ｑ ２ ． ２ Ｔ ０ ８３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ８—０ １ ２ １ ）５— ０ ７— ３ １０ ２ Ｘ（０ ２ ０ ０ ３ ０
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ａ ｄ Ｐ ｏ ｒ ｓ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌＦ ｕ ｄ Ｅｘ ｒ ｃｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｐｉ ｔ ｎ ｒ ｇ ｅｓｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｓ ｐ ｒ ｒｔ ａ ｌ ｉ ｔａ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｏ ｉ ｏ
温度或 压强 之上 时 ， 液 平衡线 将 消失 ， 气 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 ， 时 的状 态 被 称 为超 临界 状 此
超临界流体萃取技术的最新进展
超临界流体萃取技术的最新进展超临界流体萃取技术作为一种高效、绿色的分离技术，在过去几十年中取得了显著的发展。
它在众多领域，如食品、医药、化工等，展现出了巨大的应用潜力。
近年来，随着科学技术的不断进步，超临界流体萃取技术也在不断创新和完善，为相关行业带来了更多的机遇和挑战。
超临界流体是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态时的流体。
在这种状态下，流体具有独特的物理化学性质，如密度接近于液体，而扩散系数和黏度接近于气体。
这使得超临界流体具有很强的溶解能力和传质性能，成为一种理想的萃取介质。
常见的超临界流体有二氧化碳、乙烷、丙烷等，其中二氧化碳由于其无毒、不易燃、临界温度和压力相对较低等优点，在超临界流体萃取中得到了最为广泛的应用。
在超临界流体萃取技术的最新进展中，设备的改进是一个重要方面。
传统的超临界流体萃取设备在操作过程中可能存在压力控制不稳定、温度分布不均匀等问题，影响了萃取效率和产品质量。
近年来，新型的萃取设备不断涌现，通过采用先进的控制系统和优化的结构设计，有效地提高了设备的稳定性和可靠性。
例如，一些设备采用了多级萃取和分离的设计，能够更加精细地控制萃取过程，提高目标成分的纯度和收率。
萃取工艺的优化也是研究的热点之一。
科研人员通过深入研究超临界流体的物理化学性质以及被萃取物质的特性，不断优化萃取条件，如压力、温度、流速、萃取时间等。
通过合理地调整这些参数，可以实现对不同类型物质的高效萃取。
同时，结合辅助技术，如超声辅助、微波辅助等，能够进一步提高萃取效率。
例如，超声辅助超临界流体萃取技术利用超声波的空化作用，破坏植物细胞壁，促进目标成分的释放，从而显著提高了萃取速度和效率。
在应用领域方面，超临界流体萃取技术也取得了新的突破。
在食品工业中，它不仅用于提取天然香料、色素、油脂等成分，还用于去除食品中的农药残留、重金属等有害物质，提高食品的安全性和品质。
在医药领域，超临界流体萃取技术可用于提取中草药中的有效成分，如生物碱、黄酮类化合物等，为新药研发提供了有力的支持。
氢气生产技术中的超临界萃取技术研究
氢气生产技术中的超临界萃取技术研究氢气作为清洁能源之一，广泛应用于燃料电池、化工等领域。
而氢气的生产技术一直是研究的热点之一。
超临界萃取技术作为一种高效、环保的分离技术，也逐渐应用于氢气生产领域。
本文旨在探讨在氢气生产技术中的超临界萃取技术的研究进展和应用前景。
首先，超临界流体萃取技术作为一种高效的分离技术，具有分离速度快、萃取效率高、操作简便等优点。
在氢气生产过程中，采用超临界萃取技术能够实现对原料的高效提取，提高氢气的产率和纯度。
因此，研究人员开始将超临界萃取技术引入氢气生产领域，并取得了一系列的研究成果。
其次，超临界萃取技术在氢气生产中的应用主要集中在原料的提取和氢气的纯化两个方面。
对于氢气生产的原料提取来说，超临界萃取技术可以实现对原料中氢气的高效提取，提高生产效率。
同时，在氢气的纯化过程中，超临界萃取技术也可以通过对纯化副产物的分离，提高氢气的纯度和气体纯度，在提高生产效率的同时减少了环境污染。
另外，超临界萃取技术在氢气生产中还存在一些挑战和问题。
首先，超临界流体的选择对于超临界萃取技术的效果至关重要，不同的超临界流体在萃取效果上存在差异，需要通过实验研究确定最适合氢气生产的超临界流体。
其次，超临界萃取技术的操作条件也对氢气生产的效果有很大影响，需要通过实验和模拟研究确定最佳的操作条件，提高超临界萃取技术在氢气生产中的应用效果。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，氢气生产技术中的超临界萃取技术在提高氢气生产效率、减少环境污染方面具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，相信超临界萃取技术在氢气生产领域将发挥越来越重要的作用。
希望我们的研究能够为氢气生产技术的发展和应用提供一定的参考和帮助。
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概述超临界流体萃取技术是近年来在化工、制药、环境保护和食品工业等领域内得到广泛应用的一种新型分离技术。
它利用超临界流体的特殊性质，如高溶解能力、可调控的密度和粘度等，实现了高效、环保和可持续的萃取过程。
本文将介绍超临界流体萃取技术的原理、应用及其在未来的发展前景。
一、超临界流体萃取技术的原理在超临界状态下，物质的密度和粘度会发生显著变化，从而使溶质与溶剂之间的相互作用力产生变化，进而影响了物质的溶解度和传质速率。
超临界流体的密度接近液相，而粘度接近气相，具有溶剂的高扩散性和低表面张力的特点。
同时，超临界流体具有易于操作、易于回收的特点，能够实现绿色化学过程的目标。
二、超临界流体萃取技术的应用领域1. 化工工业：超临界流体萃取技术可以用于分离和回收有机催化剂、染料和高值化学品等。
与传统的有机溶剂萃取相比，超临界流体萃取具有更高的提取效率和更低的环境污染。
2. 制药工业：超临界流体萃取技术可用于提取天然药物中的有效成分，如植物提取物、中草药和藻类等。
超临界流体的温和条件和可调控的萃取效果可保持提取物的活性和药效。
3. 环境保护：超临界流体萃取技术可以用于处理工业废水、固体废物和大气污染物等。
其高效的溶质传质性能和可回收利用的特点能够有效降低废物的处理成本和环境风险。
4. 食品工业：超临界流体萃取技术可用于提取食品中的香精、色素和活性成分等。
相比传统的提取方法，超临界流体萃取具有无残留、高效率和无毒副产物等优势。
三、超临界流体萃取技术的发展前景1. 新型工艺改进：随着超临界流体萃取技术的不断发展，新型的工艺改进也将推动其应用范围的拓展。
例如，超临界萃取与其他分离和纯化技术的复合应用，将进一步提高分离效率和回收率。
2. 新型超临界流体的研究：目前，二氧化碳是超临界流体萃取的主要溶剂。
未来的研究将着重于寻找更加环保、高效和可持续的溶剂替代物，如氢气、氮气和BASF公司研发的丁烷等。
超临界流体萃取技术的研究与应用
超临界流体萃取技术的研究与应用摘要：自1822年人们首次发现并描述物质的超临界流体状态，自上世纪80年代以来，作为一种“环境友好”工业技术，超临界流体技术开始迅速发展。
以超临界二氧化碳为首的萃取技术在化工、食品加工、农业生产、中医药品等中有着广泛应用。
本文主要介绍超临界流体萃取技术，并概述其在实际生产中的应用及发展前景。
关键词：超临界流体；绿色化学；萃取技术；研究进展；发展趋势；应用引言自1973年和1978年的两次能源危机后，超临界CO2在萃取中的良好性能，受到了工业界的广泛重视。
由于超临界流体在萃取过程中可循环使用、安全性好等特点，使其在化工生产、医药生产、食品加工、农业生产等领域有着重要应用。
1超临界流体萃取技术的研究1.1超临界流体的传递特性当气体其高于临界温度Tc 和临界压力Pc以上时，处于超临界状态，是全新的单一相，因此其性质也与气体、液体不完全相同，其密度此时同液体相近，因此其具有很强的溶剂化能力，压力和温度的微小变化即可使其密度产生显著的改变，而粘度等性质则更接近于气体，因此具有很强的传递性能和运动速度。
1.2超临界流体溶剂种类目前超临界流体应用的萃取剂主要有CO2、乙烯、乙烷、丙烯、氨、水等。
其中，乙烯、乙烷等有机溶剂由于对人体的毒害性，多使用于除食品加工、农业生产之外的其他领域。
而氨由于其较强的极性，目前只适用于萃取石油中的胺类等极性化合物[1]。
因此使用为最广泛的超临界流体为CO2。
相比于其他的几种超临界流体，CO2处于超临界状态下时有更大的密度，其临界压力适中，临界温度较室温稍高，因此萃取的分离过程在室温下即可完成。
此外，CO具有溶解能力较强、2廉价易得、无毒无害、分离简单等优点，成为了超临界萃取技术中使用最广泛的溶剂。
2超临界流体的应用2.1超临界流体在天然药物提取中的应用2.1.1对黄酮类物质的提取阿拉木斯[5]等公开了一种采用超临界流体萃取胡枝子总黄酮的方法。
相比于传统的提取工艺，比如煎煮法、乙醇回流法相比，超临界流体萃取方法能够显著提高胡枝子萃取液中总黄酮提取量（煎煮法、乙醇回流法为1.02～1.45mg/g，超临界流体萃取方法为3.16～3.69mg/g）。
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。
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超临界萃取工艺流程与设备的研究现状和发展趋势
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。 将装有咖啡豆的萃取器中通以超临界二氧 化碳, 使其中的咖啡因被萃取出来, 将自萃取 塔底部放出的萃取相送入吸收塔, 与逆向流下 的水进 行质 量交换, 因在 31. 1M Pa 和 313K 下, 咖啡因在超临界二氧化碳和水溶解的分配 系数约为 0. 03～0. 04( 重量百分率之比) , 因而 自塔顶离去的二氧化碳中的咖啡因已大部分被 水吸收, 经脱除咖啡因后的二氧化碳返回萃取 塔重复使用。自吸收塔底部放出的高压水经减 压后进入脱气器, 使溶解的二氧化碳从水相放 出, 经压缩后重新进入吸收塔底部, 脱气后的 液体水溶液进入蒸发结晶器, 底部获得咖啡因, 水汽经冷凝后用泵加压送入吸收塔顶部作循环 使用。
3 SFE 主要设备的研究现状
总体上讲, SF E 过程的主要设备是由高压 萃取器、分离器、换热器、高压泵( 压缩机) 、储 罐以及连接这些设备的管道、阀门和接头等构 成。另外, 因控制和测量的需要, 还有数据采 集、处理系统和控制系统。 3. 1 间歇式萃取器 萃取器是装置的核心部分, 它必须耐高压、 耐腐蚀、密封可靠、操作安全。目前大多数萃 取器是间歇式的静态装置, 进出固体物料需打 开顶盖。为了提高操作效率, 生产中大多采用 并联式操作以便切换萃取器。 图 4 为间歇式萃取器的结构。设计压力 32M Pa , 设计温度 100℃, 筒体内径 42mm , 内 高 290mm , 全 容 积 约 400mL 。 萃 取 器 用 0Cr18Ni9T i 不锈钢制造, 按 GB150- 89 《钢制 压力容器》和 HGJ18- 89 《钢制化工容器制造 技术要求》进行设计、制造、试验和验收。由 于设备直径小, 不易焊接, 故筒体用不锈钢棒 料钻孔车制而成。筒体和下法兰采用螺纹联接。 上法兰和筒体之间采用透镜垫密封。水夹套用
由于没有温度变化, 故操作简 压力高,
图2
单, 可实现对高沸点、热敏性、 投资大, SFE 啤酒
易氧化物质接近常温的萃取。 能耗高。 花的流程
等压变温工艺
萃取和分离在同一压力下进行。萃取完毕, 通过热交 换升高温度。CO 2 流体在特定压力下, 溶解能力随温度 升高而减小, 溶质析出。
压缩能耗相对较小。
图 1 中沥青沉清器中分别加入原料油和丙 烷, 使器内温度达到 50℃, 此时液体丙烷能溶 解出沥青以外的所有原料油中的组分。由于丙 烷在这种状态下粘度小, 所以可方便地将沥青 分离出来。为了将原料油中的蜡分离出来, 可 利用存在上临界温度的性质, 将体系的温度下 降, 使蜡析出。例如将温度降低到 4℃时, 就可 使大量蜡被离析出来。至于体系的降温简便地 采用使少量丙烷汽化的方法即可达到。为了分 离出 原料油中的树脂, 可将体系 再次升温到
4 连续式 SFE 装置的研究现状
利用 SFE 技术, 进行规模化生产的难题在 于高压条件下固体进出料系统的设计。 日本在 1988 年发明了连续式超临界流体 萃取器装置[ 7] , 利用螺旋杆加料器避免了萃取 开盖过程中大量的能量损失; R ice 等[ 8] 发明了 在闭路管线中利用 SCF 连续萃取固体物料的 装置, 其中固体物料的间歇加入是通过切换机 械阀门实现的; 另外一种较为常见的方法是气 锁式进出料装置, 在固定床及移动床的萃取中 均有应用。机械式进出料装置对物料的磨损严 重, 能量消耗大, 容易发生机械故障, 而且密 封性及耐压性不强; 而气锁式装置在操作中气 体损失量大, 对于萃取体系的平衡有较大的扰 动。目前尚没有一种固体进出料装置能较好地 实现超临界萃取的连续化生产。
图 5 快开式封头结构示意图
《化工装备技术》第 23 卷 第 2 期 2002 年
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国内压力容器设计和制造部门尚缺乏经验。 3. 3 其它设备 分离器是溶质与超临界溶剂实现分离的装 置, 结构与萃取器相似, 内部不设进料管、填 料和提篮, 一般配备了温度和压力控制设备。分 离器内应有足够的空间便于气固分离; 同时, 为 方便清洗和回收萃取物, 分离器内部一般设计 为简单的几何形状, 还设有收集器。新型的高 效分离器可避免分离中的雾化现象[ 3, 6] 。 缓冲器的结构与萃取器和分离器相似, 内 部不设进料管、填料和提篮。换热器采用螺旋 盘管式换热器。加压泵可选用高压计量泵。两 台泵并联操作时, 根据过程需要, 开启一台或 两台同时开动, 以调节系统中 CO2 的流量。 管路系统可采用不锈钢无缝钢管, 用卡套 式接头联接。阀门选用不锈钢高压阀门, 需要 调节压力时采用节流阀, 其它场合采用截止阀。 值得注意的是, 萃取器与一级分离器之间由于 骤然减压且压差较大, 致使 CO 2 流体节流降温 结冰, 易将阀门堵塞, 故在操作中需对节流阀 进行加热。
图 6 SFE 连续进料装置 1—压力表 1 2—料仓 1 3—节流阀 1 4—压力表 2 5—萃取器 6—节流阀 2 7—节流阀 3 8—压力表 2
9—料仓 2 10—轴端集流阀 11—电机 12—螺旋输送机壳体 13—实体螺旋
5. 2 设计轮廓 ( 1) 工作原理 1) 开始时先将料仓 2、9 装满; 2) 打开节流阀 3、7, 关闭节流阀 6, 使料 仓 2、9 及螺旋输送机 12 与萃取器 5 连通; 3) 打开计量泵将 CO 2 抽入萃取器 5 中, 密 闭管线由于连通而保持等压; 4) 当压力表 1、4、8 均达到反应压力值时,
Á 76m m×2. 5m m 不锈钢无缝钢管焊制。筒体 和法兰加工完之后, 进行渗透探伤检查, 保证 没有裂纹 和缺陷。萃 取器制造 完毕之后, 以 40M Pa 进行水压试验。萃取液体物料时, 萃取 器内加入螺旋填料; 萃取固体物料时, 将填料 取出, 代之以不锈钢提篮, 物料加入篮内。
图 4 间歇式萃取器 1—上法兰 2—法兰螺母 3—法兰螺栓 4—透镜垫
5 对 SFE 连续化进料装置的初步探索
笔者尝试利用螺旋输送机实现 SF E 的连 续化进料, 其装置如图 6 所示。 5. 1 螺旋输送机简介 螺旋输送机是属于不具有挠性牵引构件的 输送机械, 其作用原理是: 由带有螺旋片的转 动轴在一封闭的料槽内旋转, 使装入料槽的物 料由于本身重力及其对料槽的摩擦力的作用, 而不和螺旋一起旋转, 只沿料槽向前运移, 它 可以沿水平及倾斜方向或垂直向上的方向输送 物料, 输送物料的同时可完成混合、掺合和冷 却等作业。其优点是结构简单、紧凑, 工作可 靠, 维修简单, 成本低廉, 可在线路任一点装 载, 也可在许多点卸载。在烟草机械行业中螺 旋输送机被广泛应用于输送烟梗、烟末。[ 9]
关键词 超临界流体 萃取 螺旋输送机
1 前言
超 临 界 流 体 萃 取 ( Supercrit ical F luid Ext ractio n, 简称 SF E) 是一种提取天然物质成 分的新技术。改变气体 ( 常用 CO2) 的温度、压 力, 使其处于超临界状态, 形成一种介于液体 和气体之间的流体。它不仅有较高的溶解能力 和选择性, 而且通过调节温度、压力即可从萃取 物中将 CO 2 分离出去。CO 2 无毒、无臭、不燃、 廉价易得, 无论从成本和提取的产品质量都比 其它方法有利。另外, 超临界萃取易于实现自 动化连续生产。同一套装置可改为提取烟草、天 然香料和其它药用植物成分, 具有很强的转产 应变能力。目前, 超临界 CO 2 萃取技术在我国 已成功地应用于银杏黄酮、紫杉醇、茶多酚、茶 色素、桉叶油、沙棘油、麦胚芽油等十几种产品。 德国在 1978 年建立了世界上第一套用于 脱除咖啡豆中咖啡因的工业化 SF E 装置[ 1] , 其
2 SC- CO2 萃取的典型工艺流程
SFE 技术基本工艺流程为: 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( Super Cr it ical F luid, 简 称 SCF) 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、调 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[ 3] 。 SC- CO 2萃取 工艺流 程由 萃取和 分离 两
图 2 S FE 啤酒花的流程( 等温变压工艺) 1—萃取器 2—膨胀阀 3—分离器
4—冷凝器 5—蒸发器 6—二氧化碳泵
图 2 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
图 3 咖啡因 S FE 的水吸收流程( 恒温恒压工艺) 1—萃取塔 2—吸收塔 3—CO 2 压缩机 4—膨胀阀 5—脱气器 6—蒸发器
* 刘 欣, 女, 1977 年 1 月生, 硕士生。大连市, 2 期 2002 年
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表 1
流程
SC- CO 2 萃取典型工艺流程
工作 原理
优点
缺点
实例
等温变压工艺
萃取和分离在同一温度下进行。萃取完毕, 通过节流 降压进入分离器。由于压力降低, CO 2 流体对被萃取物 的溶解能力逐步减小, 萃取物被析出, 得以分离。
后各国也相继建立了 SFE 实用装置。我国从事 SF E 技术的研究是近十几年的事, 也取得了一 些可喜的成绩[ 2] 。 本文就 SF E 工艺流程和设备的研究现状 与发展趋势进行论述, 并对 SF E 连续化进料装 置进行了初步探索, 提出一种利用螺旋输送机 实现 SFE 连续化进料的设计轮廓。
5—下法兰 6—筒体 7—水夹套 8—进料管 9—填料 10—提篮
3. 2 快开式萃取器 萃取某些不易进行粉碎预处理的固体物料 ( 例如某些必须保持纤维结构不发生变化的天 然产品) , 需要打开萃取器的顶盖加料和出料, 进行间歇生产。为了提高生产效率, 萃取器顶 盖须设计成快开式结构( 见图 5) 。大型萃取塔 的快开式封头还配置了液压自控系统, 从而实 现了自动启闭[ 2, 4, 5] 。这种高压、大尺寸、快开 式封头的结构、密封、强度设计及加工制造,