超临界流体萃取.doc

《超临界流体萃取.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、超临界流体萃取　　用超临界流体（见p－V－T关系）为溶剂,从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。若用临界温度较低的流体，如二氧化碳等，则其操作温度低，适用于高沸点、热敏性或易氧化的物质，甚至可用于活体所含物质的提取分离。超临界流体具有与液体相近的密度以及与气体相近的粘度，又具有比液体大得多的分子扩散系数，故具有较大的萃取容量(单位体积流体能萃取溶质的量)和良好的流动性能和传质性能。　　溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体的压力的升高而增加，所以，超临界流体萃取分离过程的操作方式之一，是先在高压的条件下使超临界流体与物料接触进行萃取，然后

2、分离出萃取了溶质的超临界流体，降低其压力使溶质析出。若采用逐级降压，可使多种溶质分步析出。当过程所需的操作压缩比（高压阶段对低压阶段的绝对压力比值）较小时（如小于3）,则能耗较低。　　超临界流体萃取所用的溶剂有二氧化碳、烃类、氨和水等。现今开发中的应用有：渣油的溶剂脱沥青；从咖啡豆中除去咖啡因；从煤中萃取烃类化工原料；页岩油加工；从天然物质提取油脂、香精、维生素，以及从发酵液中提取乙醇等。（见彩图）　　技术原理　　超临界流体萃取分离过程的原理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。在超临界

3、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，所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。　　超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法，它是以CO2为萃取剂，在超临界状态下，加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来，然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8~40MPa时的超临

4、界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极化合物。该技术除可替代传统溶剂分离法外，还可以解决生物大分子、热敏性和化学不稳定性物质的分离，因而在食品、医药、香料、化工等领域受到广泛重视。　　萃取装置　　超临界萃取装置可以分为两种类型，一是研究分析型，主要应用于少量物质的分析，或为生产提供数据。二是制备生产型，主要是应用于批量或大量生产。　　超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：萃取剂供应系统，低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。具体包括CO2注入泵、萃取器、分离器、压缩机、

5、CO2储罐、冷水机等设备。由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的安全可靠性，并降低运行成本。　　超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下特点：　　⑴可以在接近室温(35~40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的全部成分，而且能把高沸点、低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。　　⑵使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无溶剂残留，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的

6、污染,是100%的纯天然提取方法。　　⑶萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本。　　⑷CO2是一种不活泼的气体，萃取过程不发生化学反应，属于不燃性气体，无味、无臭、无毒，故安全性好。　　⑸CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且在生产过程中循环使用，从而降低成本。　　⑹压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离，因此工艺简单易掌

7、握，而且萃取速度快。超临界流体萃取过程是利用处于临界低压和临界温度以上的流体具有特异增加的溶解能力而发展出来的化工分离新技术，人们发现处于临界压力和临界温度以上的流体对有机化合物溶解增加的现象是非常惊人的。一般能增加几个数量级，在适当条件下甚至可达到按蒸气压计算所得浓度的1010倍(油酸在超临界乙烯中的溶解度)但是应用这一特殊溶解能力的新型分离技术一超临界流体萃取过程却是近20年的事情。从80年代以来，国际上投入大量人力、物力进行研究，范围涉及食品、香料、医药和化工等领域，并取得了一系列进展。我国超临界流体萃取研究始于20世纪80年代初，从基

8、础数据，工艺流程和实验设备等方面逐步发展，历经20多年的努力，我国超临界流体萃取技术研究和应用已取得显著成绩。目前全国已建成10余套工业规模萃取装置，中小型设备，达