超临界流体萃取技术的应用

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1、超临界流体萃取技术的简介及应用【摘要】超临界流体超临界流体萃取（SFE，简称超临界萃取）是一种将超临界流体作为萃取剂，把一种成分（萃取物）从混合物（基质）中分离出来的技术。二氧化碳（CO2）是最常用的超临界流体。【1张学红．超临界流体萃取技术：化学教学出版社，2006年：2006年6期33-34】。是一项发展很快、应用很广的实用性新技术新技术。它具有低温下提取，没有溶剂残留和可以选择分离等特点，正为越来越多的科技工作人员重视，新的研究成果不断问世。这项化工新技术在化学反应和分离提纯领域开展了广泛深入的研究，取得了很大进展，在医药、化工、食品、

2、轻工及环保领域成果累累。【关键词】超临界流体萃取技术应用发展8第一章综述超临界流体(SCF)是指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上，其物理性质介于气体与液体之间的流体，这种流体(SCF)兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。将处于气液平衡的物质升压升温时，热膨胀会引起液体密度减小，而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界面就会消失，成为均相体系。[1]溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关，SCF也与此类似。因此，通过改变压力和

3、温度，改变SCF的密度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提取各种类型化合物的目的。可作为SCF的物质很多，用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件:①化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反应。②临界温度应接近常温或操作温度，不宜太高或太低。③操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度。④临界压力低，以节省动力费用。⑤对被萃取物的选择性高(容易得到纯产品)。⑥纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循环用量。⑦货源充足，价格便宜，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无毒的气体。。到目前为止，已研究过作萃取剂使用的流体主要有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯

4、、二氧化碳等。一般说来，氨的萃取温度范围较窄(133～150℃)，但极性较强，适合萃取极性化合物，如碱性氮化物等。但氨的溶解力很强，使用高压泵来压缩氨是较危险的，因为氨几乎能溶解泵的密封设施。乙烷极性较弱，应用不广。笑气(N2O)具有和CO2相似的性能，萃取温度范围在(36～150℃)，极性中等，但N2O有麻醉作用。[2]其中二氧化碳因其临界温度低(Tc=31.3℃),接近室温，临界压力小(Pc=7.15MPa)，而具有一些独特的优点：操作范围广，便于调节；选择性好，可通过控制压力和温度，来改变溶解性能，有针对性地萃取所需成份；操作温度低；提

5、取和分离一步完成；；二氧化碳无色、无味、无毒、不易燃、化学惰性、低膨胀性、价廉易得、易制得高纯气体、可循环使用等特点，且萃取速度快，萃取效率高，所以现在应用最为广泛。[1]超临界流体萃取技术不仅在化学、化工领域得到了广泛的发展，而且在中药现代化、生物制药、食品添加、分析等领域取得了新的进展。第二章超临界流体萃取技术1.超临界流体萃取的原理超临界流体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。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分

6、子质量大小不同的成分萃取出来。［3－5］超临界流体萃取分离过程的原理是超临界流体对脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯等具有特殊溶解作用，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8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

7、萃取过程是由萃取和分离组合而成的。2.超临界流体萃取的设备和工艺图1萃取装置流程简图Fig.1ExtractionDeviceProcess如图1所示，将萃取原料装入萃取釜，采用二氧化碳为超临界溶剂，二氧化碳气体经热交换器冷凝成液体，用加压泵把压力提升到工艺过程所需的压力(应高于二氧化碳的临界压力)，同时调节温度，使其成为超临界二氧化碳流体。二氧化碳流体作为溶剂从萃取釜底部进入，与被萃取物料充分接触，选择性溶解出所需的化学成分。含溶解萃取物的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以下进入分离釜(又称解析釜)，由于二氧化碳溶解度急剧

8、下降而析出溶质，自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分，前者为过程产品，定期从分离釜底部放出，后者为循环二氧化碳气体，经过热交换器冷凝成二氧化碳液体再循环使用。[1]超