超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用

《超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理化学课程论文题目：超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用专业：学号：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　姓名：指导教师：前言:超临界流体萃取技术(SupercriticalFluidExtraction)是近30年发展起来的一种新型分离技术，由于其具有操作方便、能耗低、无污染、分散能力高、制品纯度高、无溶剂残留等优点,被称为“绿色分离技术”。可以作为超临界萃取的介质很多，如二氧化碳、一氧化氮、六氟化硫、已烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等，其中二氧化碳的超临界温度(Tc=31.3℃)接近室温，且无色无毒、不燃烧爆炸、对大

2、多数的物质不反应、不昂贵、易制成高纯度的气体，故而常做首选的超临界介质。近年来超临界二氧化碳萃取技术、在食品、医药、化工等领域发展很快,已经初步形成了一个新兴的产业。最早将超临界CO2萃取技术应用于大规模生产的是美国通用食品公司，之后法、英、德等国也很快将该技术应用于大规模生产中。90年代初，中国开始了超临界萃取技术的产业化工作，发展速度很快。实现了超临界流体萃取技术从理论研究、中小水平向大规模产业化的转变，使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨，在某些方面达到了国际领先水平。目前，超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣油中回收油品、从

3、咖啡中提取咖啡因、从啤酒花中提取有效成分等工业中。一、超临界流体萃取技术概述1、超临界流体（SCF）的定义和性质超临界流体萃取技术，是指用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态，三相成平衡状态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。SCF是指热力学状态处于临界点(Pc临界压力，Tc临界温度)之上的流体。此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，气液两相性质非常相近，以至无法分别，具有十分独特的物理化学性质。SCF的

4、粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，是液体的10～100倍，兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力。因而SCF具有高扩散性和高溶解性。在其它条件完全相同的情况下，液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力，而超临界流体的密度与压力和温度有关，随着压力的增大，介电常数和密度增大，超临界流体对物质的溶解能力增大。超临界萃取就是利用SCF在临界点附近体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的。常用作SCF的溶剂有二

5、氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳，CO2临界温度31.04℃6，临界压力7.38MPa，临界条件易达到，并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。超临界CO2是一种非极性的溶剂，对非极性的化合物有较高的亲和力，当化合物中极性官能团出现时，则会降低该化合物被萃取的可能性，甚至使之完全不能被萃取，此时就需要在超临界CO2中加入少量夹带剂，以增强其溶解力和选择性。常与超临界CO2一起使用的夹带剂有甲醇、乙烷、乙醇、乙酸酯、

6、丙酮、二氯甲烷、己烷、水、乙酸甲酯等。2、超临界流体萃取（SFE）的原理超临界流体萃取分离的基本原理是利用SCF对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力将SCF与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。并且SCF的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加,极性增大,利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过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，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提

7、纯的目的，并将萃取分离两过程合为一体。3、超临界流体萃取过程及特点超临界流体萃取分离过程是以高压下的高密度超临界流体为溶剂,萃取所需成分,然后采用升温、降压或吸附等手段将溶剂与所萃取的组分分离。超临界流体萃取过程示意如图1所示。过程包括原利预处理、萃取和分离以及二氧化碳增压和循环。超临界流体萃取工艺主要由超临界流体萃取溶质以及被萃取的溶质与超临界流体分离两部分组成。根据分离槽中萃取剂与溶质分离方式的不同,超临界流体萃取可分为3种加工方式：(1)等压升温法：从萃取槽出来的萃取相在等压条件下，加热升温，进入分离槽溶质分离，溶剂经调温装置冷

8、却后回到萃取槽循环使用。(2)等温减压法：从萃取槽出来的萃取相在等温条件下减压、膨胀，进入分离槽溶质分离，溶剂经调压装置加压后再回到萃取槽中。(3)恒温恒压法：从萃取槽出来的萃取相在等温等压条件下进入分离槽，萃取相中的溶