天然药物提取工艺课件----超临界萃取技术

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1、新型分离技术在天然产物提取中的应用超临界流体萃取技术（Superfluidextraction，简称SFE）超临界流体萃取（supercriticlfluidextraction）也叫流体萃取、气体萃取或蒸馏萃取作为一种分离过程，是基于一种溶剂对固体或液体的萃取能力和选择性，在超临界状态下较之在常温常压下可得到极大的提高。（Superfluidextraction，简称SFE）原理：是利用超临界流体（SCF），即温度和压力略超过或靠近超临界温度（Tc）和临界压力（Pc），介于气体和液体之间的流体作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点和热敏性成分，以达到分离和纯化目的的一种分离技术。

2、一、概述超临界流体萃取过程：介于蒸馏和液-液萃取过程之间，是利用超临界状态的流体，依靠被萃取物质在不同蒸气压力下所具有的不同化学亲和力和溶解能力进行分离、纯化的单元操作。超临界流体与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且它对溶质的溶解能力随着压力和温度的改变而在相当宽的范围内发生变动，因此利用超临界流体作为溶剂可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分超临界萃取的应用：一种溶剂对固体和液体的萃取能力在超临界状态下较之在常温常压条件下可获得几十倍甚至几百倍的提高。如：应用超临界二氧化碳脱咖啡因，咖啡豆脱咖啡因的工业化生产。超临界萃取的应用：超临界流体萃取被视为环境友好且高

3、效节能的新的化工分离技术在很多领域得到广泛重视和开发。如：煤的直接液化、烃类中有选择萃取直链烷烃或芳香烃共沸物的分离、海水脱盐等，天然产物中有害成分的脱除最主要的应用还是从天然产物中提取高附加值的有用成分1822年，Cagniard首次报道物质的临界现象。1879年，HannyandHogarth发现了超临界流体对固体有溶解能力，为超临界流体的应用提供了依据。1943年，Messmore首次利用压缩气体的溶解力作为分离过程的基础，从此才发展出超临界萃取方法。超临界流体的发展1970年，Zosel采用sc-CO2萃取技术从咖啡豆提取咖啡因，从此超临界流体的发展进入一个新阶段。1992年，

4、Desimone首先报道了SC-CO2为溶剂，超临界聚合反应，得到分子量达27万的聚合物,开创了超临界CO2高分子合成的先河。超临界流体的发展超临界萃取的应用现状：超临界流体萃取被视为“具有巨大的溶解能力”的理想溶剂，推崇SFE技术可以取代蒸馏等传统技术的“灵丹妙药”等，是夸大了SFE的技术；SFE技术的局限性：SFE技术的局限性：人们对超临界流体状态本身尚缺乏透彻理解，故对超临界萃取热力学及传质理论研究远不如传统的分离技术（如溶剂萃取、精馏等）成熟；高压设备目前较昂贵，工艺设备一次性投资大，使成本上常难以与传统工艺竞争；超临界萃取的局限性：三是商业利益促使的专利保护等因素常制约着该技

5、术的发展，重复性或盲目性的研究时有出现；四是虽然国内外已有上千个专利出现，但仅有少数产品成功地实现工业化。SFE工艺一般也是在传统的精馏和液相萃取应用不利的情况下才被人们予以考虑。超临界萃取的应用性：最早是年生产能力为万吨以上的咖啡豆脱咖啡因装置已分别在德国和美国投产；欧美国家已建立超临界二氧化碳萃取啤酒花和天然香料与精油的加工厂；我国也引入，生产蛋黄磷脂、辣椒红色素、青蒿素等1.应用的优势a.高效节能；b.无毒性，环境无害等。2.应用的局限性a.对超临界流体状态缺乏透彻理解；b.高压设备昂贵，投资大；c.专利保护制约；d.实现工业化较难。超临界萃取的应用：二、超临界流体萃取的基本原

6、理和方法是指在临界温度和临界压力以上的流体。常见的有二氧化碳、乙烷、丙烷等。1.超临界流体含义：处在临界状态的流体作为萃取剂表现出十几倍甚至几十倍于通常条件下的萃取能力和良好的选择性。具有的某些传递性质也使它成为理想的萃取剂(2)超临界流体的性质：a.溶解能力：在临界区附近，操作压力和温度的微小变化会引起流体密度的大幅度变化，因而影响其溶解能力。超临界状态下的流体对溶质的溶解度大大地增加了，一般可达几个数量级，而在某些条件下甚至可达到按蒸气压计算的1010倍。(2)超临界流体的性质：b.超临界流体的传递性质：超临界流体显示出在传递性质上的独特性，产生了异常的质量传递性能。黏度、热传导性

7、和质量扩散度对超临界流体特性有很大影响(2)超临界流体的性质：超临界流体的密度与液体很接近，具有气体扩散性能；在超临界状态下气体和液体两相的界面消失，表面张力为零，反应速度最大，热容量、热传导率等出现峰值；b.超临界流体的传递性质：在临界点附近，压力和温度的微小变化可对溶剂的密度、扩散系数、表面张力、黏度、溶解度、介电常数等带来明显的变化.如：黏度接近于气体,具有很强传递性能和运动速度。b.超临界流体的传递性质：超临界流体是一种低黏度、高扩散系