超临界流体萃取技术

超临界流体萃取技术 超临界流体萃取技术的技术原理

最低0.27元开通文库会员，查看完整内容> 原发布者:凌冰19880925 超临界流体萃取的工作原理及应用高等生化分离技术112300003林兵一、超临界流体萃取的概念超临界流体(SCF)是指状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点—临界点后的流体。

超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，无相之境。

超临界流体萃取(SFE)是将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术，兼有蒸馏和液液萃取的特征。

二、超临界流体萃取的理论原理1.任何一种物质都存在三种相态:气相、液相、固相。

2.液、气两相成平衡状态的点叫临界点。

在临界点时的温度和压力分别称为临界温度Tc和临界压力Pc。

不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。

3.物质的临界状态是指其气态与液态共存的一种边缘状态。

在此状态中，液体的密度与其饱和蒸汽的密度相同，因此界面消失。

利用此原理诞生了超临界流体萃取技术。

三、超临界流体萃取的技术原理(CO2为例)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

超临界流体萃取技术的技术特点超临界提取技术有哪些优点？它的原理是什么？可以运用到哪些领域？

逐个回答，先来说什么是超临界萃取技术超临界萃取是利用超临界流体作为在临界温度和临界压力附近具有特殊性能的溶剂进行萃取的一种分离方法。

当气体温度超过某一特定值后，无论多高的压力，均不能使气体液化，该特定温度叫做临界温度。

在临界温度下，使气体液化所需的最低压力叫做临界压力。

与临界压力、临界温度对应的密度叫做临界密度，这一状态点称为临界点。

物质在临界点的特征是气液两相界面消失而成为一种均相体系，蒸气和液体的密度没有差别，而且体系的汽化热和表面张力也均等于零。

所谓超临界流体就是指高于临界温度和临界压力，处于临界点之上的流体，这种流体既不同于液体也不同于气体，它具有独特的性质，兼有气体和液体的优点：超临界流体的密度接近于该物质的正常液体密度，而且在临界点附近，压力和温度的微小变化将会引起流体密度发生显著改变；其黏度与该物质的气体黏度相当，其扩散系数大于一般的液体，具有良好的传质特性。

超临界萃取技术就是利用超临界流体的特点，将混合物系中的待测物质溶解并从中分离出来。

超临界萃取的基本原理超临界萃取分离是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。

利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力，就可以把混合物中的不同组分按它们在流体中溶解度大小的不同，先后萃取分离出来。

在低压下溶解度大的物质先萃取，随着压力增加，难溶物质也逐渐与溶剂分离。

所以在程序升压下进行超临界萃取，不但可以萃取组分，同时也可以起到分离的作用。

温度的变化也会改变超临界流体萃取的能力，它体现在影响萃取溶剂的密度与溶质的蒸气压两个方面·在低温区（仍在临界温度之上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸气压增加不多，此时萃取剂的溶解能力降低，使溶质从流体萃取剂中析出；温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂密度进一步降低，但溶质蒸气压迅速增加起了主要作用，因而挥发度提高，萃取效率不但不减反而有增大的趋势·除压力与温度外在超临界流体中加人少量其他溶剂也可以改变它对溶质的溶解能力。

超临界萃取技术的优点常用的超临界流体有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等，以二氧化碳为例：31.0℃，7.38MPa时，具有化学性质不活泼、不易与溶质反应，无毒、无臭、无味，不会有二次污染，纯度高，价格合适的优点，特别是不用加热，极适用于萃取热敏性物质，如深海金q鱼油，常用中草药等；但是因为于二氧化碳的极性很低，只能用于萃取低极性和非极性化合物，对于极性较大的化合物则不适用。

由于超临界流体在常温或者不太高的温度下选择性地溶解的性质，适用于提取热敏性物质及易氧化物质，是超临界萃取技术优于精榴和液一液萃取之处，它具有以下的优点。

（1）具有广泛的适应性：由于超临界流体溶解度特异增高的现象普遍存在，只要选择适当的溶剂、超临界烁力及温度，利用不同物质溶解度的差异，在理论上就可作为一种普遍、高效的萃取分离方法。

（2）萃取效率高，过程易于调节：超临界流体兼具气体和液体的特性，既有液体的溶解能力，又有气体良好的流动性、挥发性和传递性能，因而萃取效率较单一相溶剂高。

由于在临界点附近，少量改变压力和温度，就可能显著改变流体的溶解能力，从而易于调节和控制分离过程。

（3）分离工艺流程简单：主要由萃取器和分离器二部分组成，不需要溶剂回收设备，与传统分离工艺相比不但流程简化，节省能耗，而且能消除溶剂残留物的污染。

（4）有些分离过程可在接近室温下完成（如二氧化碳、乙烷等溶剂），特别适用于热敏性和化学不稳定性天然成分的分离。

分离过程必须在高压下进行，设备及工艺技术要求高，投资比较大，普及应用较为困难，这是一个遗憾。

超临界萃取技术的应用范围目前超临界流体萃取在石油工业、医药工业、食品工业、化妆品香料工业、煤炭工业等方面得到了广泛的重视、已用于从咖啡中提取咖啡因，从呷酒花中提取有效成分，从大豆中提取豆油，从烟草中提取尼古丁以及从动植物体中提取其他有用成分等。

（1）提取生物活性物质从动、植物中提取有效药物成分是目前超临界流体萃取在医药工业中应用较多的一个方面。

文献报道用寸E一C02提取药用植物中的有效成分包括从黄芩根、西番莲叶、紫草中萃取贝加因、类黄酮、萘醌色素等几十种。

从各种动物中提取药物成分也得到了较多的研究，如有报道成功地从多种鱼油中提取具有较高药用价值和营养价值的EPA和DHA。

超临界萃取在提取氨基酸与蛋白质等方面也有研究在对溶菌酶所做的实验中，发现超临界状态对蛋白质结构变化影响不大，从向进一步展示出超临界流体技术在蛋白质分离和加工中应用的可能性。

（2）超临界流体萃取除杂用传统提取方法得到的药物或药物的粗产品中常含有机溶剂和有害成分，而传统的除杂纯化方法不仅费时费力，成本高，而且很难达到现代药物的高纯度要求。

纯一氧化碳提取本身不存在溶剂残留问题，用超临界二氧化碳选择性提取技术可以有效地去除其他残留溶剂和有害成分。

例如，在生产硫酸链霉素时，可以利用超临界界C02萃取去除甲醇等有机溶剂，面且不会降低药效。

超临界流体萃取还可以去除具有腥、臭味等异味的杂质，不仅提高了产品的质量和纯度．还可以延长产品的存放时间，拓宽产品的应用领域。

（3）超界流休结晶技术超临界流体结晶的过程可通过两种方法来实现，即快速膨胀法与抗溶剂法。