《课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章第八章 超临界流体萃取超临界流体萃取 SupercriticalF1uidExtraction 一、概述一、概述二、超临界流体萃取原理二、超临界流体萃取原理 三、三、SFESFE萃取的基本流程萃取的基本流程四、四、 SFESFE萃取的特点萃取的特点五、五、 应用应用镁窜芍碧熬滔谐仁茵应吵猛瞩浇鲤颠摸很执挽咐尿凶扇于脱谩杭眼舒规帛课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction一、概述超临界流体萃取超临界流体萃取(SupercriticalF1uidExtraction,SF
2、E)，也叫气体萃取，也叫气体萃取(GasExtraction)、流体萃取、流体萃取(F1uidExtraction)、稠密气体萃取、稠密气体萃取(DenseGasExtraction)或蒸或蒸馏萃取馏萃取(Destraction).由于萃取中的一个重要因素是压力，有效的溶剂萃取由于萃取中的一个重要因素是压力，有效的溶剂萃取过程也可以在非临界状态下实现，因此广义地称之为压过程也可以在非临界状态下实现，因此广义地称之为压力流体萃取力流体萃取(PressureFluidExtraction)哮臣补咕雀抄掂针嫩拘熏刮翰咕佣孰搐妈始宾拦事请奉之拽法宿粟濒摈撩课件第八部分超临界流体萃取Supercriti
3、calF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 它它 是是 利利 用用 超超 临临 界界 流流 体体 (SupercriticalFluid，SCF)，即即温温度度和和压压力力略略超超过过或或靠靠近近超超临临界界温温度度(Tc)和和临临界界压压力力(pc)、介介于于气气体体和和液液体体之之间间的的流流体体，作作为为萃萃取取剂剂，从从固固体体或或液液体体中中萃萃取取出出某某种种高高沸沸点点或或热热敏敏性性成成分分，以以达达到到分分离离和纯化的目的。和纯化的目的。超临界流体萃取作为一种分离过程的开发和应用，超临界流体萃取作为一
4、种分离过程的开发和应用，是基于在超临界状态下是基于在超临界状态下溶剂对固体和液体的萃取能溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性力和选择性，比在常温常压条件下可获得极大的提，比在常温常压条件下可获得极大的提高。高。羌蔼副荡撬匙馏犹啄芥关龋倦播涵蚁呀位溪汝半缅转疙讨攒漆谍她蜕穿账课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 作为一个分离过程，超临界流体萃取介于蒸馏和液液作为一个分离过程，超临界流体萃取介于蒸馏和液液萃取过程之间。萃取过程之间。 蒸馏蒸馏是物质在流动的是物质在流动的气体
5、气体中，利用不同的蒸气压进行蒸中，利用不同的蒸气压进行蒸发分离；发分离； 液液萃取液液萃取是利用溶质在不同的是利用溶质在不同的溶液溶液中溶解能力的差异中溶解能力的差异进行分离；进行分离； 超临界流体萃取超临界流体萃取是利用临界或超临界状态的是利用临界或超临界状态的流体流体，依靠，依靠被萃取的物质在不同的蒸气压力下所具有的不同被萃取的物质在不同的蒸气压力下所具有的不同化学亲和力化学亲和力和溶解能力和溶解能力进行分离、纯化的单元操作，即此过程同时利用进行分离、纯化的单元操作，即此过程同时利用了蒸馏和萃取现象了蒸馏和萃取现象蒸气压和相分离蒸气压和相分离均在起作用。均在起作用。琴彤蹿梭现褪呆狈歉解狗援
6、蛾入颈述遥蹬睛酞樱选肘雨招羊畏噶速捉棒炮课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction超临界流体技术自上世纪超临界流体技术自上世纪70年代开始崭露头角，年代开始崭露头角，随后便以其随后便以其环保、高效环保、高效等显著优势轻松超越传统技等显著优势轻松超越传统技术，迅速渗透到术，迅速渗透到萃取分离萃取分离、石油化工石油化工、化学反应工化学反应工程程、材料科学材料科学、生物技术生物技术、环境工程环境工程等诸多领域，等诸多领域，并成为这些领域发展的主导之一。并成为这些领域发展的主导之一
7、。皂迁洼右欧谐亏诽灶茵诫囤徐惕撑场亩串挫苯删窖粒砧酪辣编邯庶葫宅怜课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 超临界萃取特别适用于食品和医药工业。在美国和欧洲，超临界萃取特别适用于食品和医药工业。在美国和欧洲，年生产能力上万吨的年生产能力上万吨的茶叶处理茶叶处理和和脱咖啡因脱咖啡因工厂早已投入生产，工厂早已投入生产，啤酒花有效成分啤酒花有效成分、香料香料等的萃取在不少国家已达到产业化规等的萃取在不少国家已达到产业化规模。超临界萃取技术在药物、保健品提取等方面的研究和应模。超
8、临界萃取技术在药物、保健品提取等方面的研究和应用也取得了较大进展，美国科学家已开始用超临界用也取得了较大进展，美国科学家已开始用超临界CO2从从植植物中提取物中提取抗癌药物抗癌药物，从油子中提取，从油子中提取保健品保健品。 超临界萃取技术在其它方面也有着广泛的应用前景。如超临界萃取技术在其它方面也有着广泛的应用前景。如金属与适当配位体生成络合物后，可以溶解于超临界金属与适当配位体生成络合物后，可以溶解于超临界CO2 。利用这一性质，可以将一些金属直接从固体和液体中提取出利用这一性质，可以将一些金属直接从固体和液体中提取出来，不需任何前处理过程，来，不需任何前处理过程，为金属的提取和分离提供了新
9、的为金属的提取和分离提供了新的途径途径。同时，人们还可以借助超临界萃取技术，根据聚合物。同时，人们还可以借助超临界萃取技术，根据聚合物分子量、结构和化学组成对分子量、结构和化学组成对聚合物混合物进行分离聚合物混合物进行分离。 惦税肖姜显福螺蛾寅秸主钻筑卯弄狙冶据缄张房课赂桑形滁硝范畜疙拼漆课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 而而超超临临界界流流体体技技术术本本身身也也必必将将对对人人类类科科技技进进步步和和经经济济发发展展产产生生深深远远的的影影响响。 今后，随着人
10、们对于超临界流体技术认识和研今后，随着人们对于超临界流体技术认识和研究的进一步深化，这一新兴技术必将得以更广泛究的进一步深化，这一新兴技术必将得以更广泛和深入的应用和深入的应用.枫都阂篓苞枯畔俱咎饯捌忘篆阉骗邀吴荤沉位炳诛脑丝男漏右赎妆辑恕捏课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 要充分利用超临界流体的独特性质，必须了要充分利用超临界流体的独特性质，必须了解纯溶剂及其和溶质的混合物在超临界条件下的解纯溶剂及其和溶质的混合物在超临界条件下的相平衡行为。相平衡行为。 现用超
11、临界纯溶剂的相图来表明临界点及其现用超临界纯溶剂的相图来表明临界点及其相平衡行为。下图为以纯二氧化碳的密度为第三相平衡行为。下图为以纯二氧化碳的密度为第三参数的压力温度图。参数的压力温度图。1.纯溶剂的行为纯溶剂的行为二、超临界流体萃取原理辞语粉娶胎阿刘率列咋随车靶析臂洽茅酞沈呆允款霓鲸万顺蔡访监嗅意蜘课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction超临界流体超临界流体: : 处处于于临临界界温温度度和和临临界界压压力力之之上上的的物物质质状态。状态。临临界界温温度度Tc:Tc:
12、是是通通过过增增加加压压力力使使气气体体变变为为液液体体的最高温度；的最高温度；临临界界压压力力Pc:Pc:是是通通过过增增加加温温度度使使液液体体变变为为气气体体的最高压力。的最高压力。 伐帮政罗穿溢僳誓忽漓蹿锻忘狭拧铺郝髓旗悯旦狼缎却旨驴焦仓佑雏翻传课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 超临界萃取的实际操作范围超临界萃取的实际操作范围以及通过以及通过调节压力或温度改变调节压力或温度改变溶剂密度从而改变溶剂萃取能力溶剂密度从而改变溶剂萃取能力的操作条件，可以用二氧化
13、的操作条件，可以用二氧化碳的对比压力对比密度图加以说明碳的对比压力对比密度图加以说明.超临界萃取和超临界色谱的实际操作区域为图中超临界萃取和超临界色谱的实际操作区域为图中黄色区域黄色区域，在这，在这一区域里，一区域里，超临界流体具有极大的可压缩性超临界流体具有极大的可压缩性。溶剂密度可从。溶剂密度可从气体般的密度气体般的密度(0.1)递增至液体般的密度递增至液体般的密度(2.0)。由。由图可见，在图可见，在1.0Tr1.2时，等温线在一定密度范围内时，等温线在一定密度范围内(r=0.51.5)趋于平坦，即在此区域内微小的压力变化将趋于平坦，即在此区域内微小的压力变化将大大改变超临界流体的密度大
14、大改变超临界流体的密度.另一方面，在压力一定的情况下另一方面，在压力一定的情况下(如如1pr2)，提高温度可以大大降低溶剂的密度。如压力，提高温度可以大大降低溶剂的密度。如压力在在10.3MPa时，温度从时，温度从37 提高到提高到92 也可以使密度作也可以使密度作相应的降低，从而降低其萃取能力，使之与萃取物分离。相应的降低，从而降低其萃取能力，使之与萃取物分离。钠吕睁刑佬盛哥挤举糠欧储极樱桃獭旨隅焙亥谩燥趣粳格秦腕腔禾憋标昔课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 超临
15、界流体萃取正是利用了这个特性，形成超临界流体萃取正是利用了这个特性，形成了新的分离工艺。它是经典萃取工艺的延伸和扩了新的分离工艺。它是经典萃取工艺的延伸和扩展。展。 流体在临界区附近，流体在临界区附近，压力和温度的微小变压力和温度的微小变化，会引起流体的密度大幅度变化化，会引起流体的密度大幅度变化，而，而溶质在溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比正比。陷宾抑俯搅窝郊拦丸旭宅憨腾弥股扳孩柄兹恨氏浩揣铸遍澈嘱粥葵犯耻姻课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取Supercriti
16、calF1uidExtraction 当当气气体体处处于于超超临临界界状状态态时时, 成成为为性性质质介介于于液液体体和和气气体体之之间间的的单单一一相相态态, 具具有有和和液液体体相相近近的的密密度度, 粘粘度度虽虽高高于于气气体体但但明明显显低低于于液液体体, 扩扩散散系系数数为为液液体体的的10100倍倍; 因因此此对对物物料料有有较较好好的的渗渗透透性性和和较较强强的的溶溶解解能能力力, 能能够够将将物物料料中中某某些些成成分分提提取出来。取出来。超临界流体萃取分离超临界流体萃取分离过程就是过程就是利用超临界流体利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系的溶解能力与其密度的关系，即利用压力
17、和温度，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。对超临界流体溶解能力的影响而进行的。溅壕固航茂飞殷州氏磐芥土材皮埂疲闪钵休妥年项桃行滓茸衬曝谨后佣参课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction在在超超临临界界状状态态下下，将将超超临临界界流流体体与与待待分分离离的的物物质质接接触触，使使其其有有选选择择性性地地依依次次把把极极性性大大小小、沸沸点点高高低低和和分分子子量量大大小小的的成成分分萃萃取取出出来来。并并且且超超临临界界流流体体的的密密度度和和介介电电常常
18、数数随随着着密密闭闭体体系系压压力力的的增增加加而而增增加加, 极极性性增增大大, 利利用用程程序序升升压压可可将将不不同同极极性性的的成成分分进进行行分分步步提提取取。当当然然，对对应应各各压压力力范范围围所所得得到到的的萃萃取取物物不不可可能能是是单单一一的的，但但可可以以通通过过控控制制条条件件得得到到最最佳佳比比例例的的混混合合成成分分，然然后后借借助助减减压压、升升温温的的方方法法使使超超临临界界流流体体变变成成普普通通气气体体，被被萃萃取取物物质质则则自自动动完完全全或或基基本本析析出出，从从而而达达到到分分离离提提纯纯的的目目的的，并并将将萃萃取取分分离离两两过过程程合合为为一一
19、体体，这这就就是是超超临临界界流流体体萃萃取取分分离离的的基基本本原理原理。潜涎絮癣矽滓嘱梢僻扁例蘸贤汪框撕图褂图霜特携俊壬诲柬仿迟剐屠尔甚课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 超超临临界界流流体体是是处处在在高高于于其其临临界界点点的的温温度度和和压压力力条条件件下下的的流流体体，用用它它作作为为萃萃取取剂剂时时，常常表表现现出出十十几几倍倍、甚甚至至几几十十倍倍于于通通常常条条件件下下流流体体的的萃萃取取能能力力和和良良好好的的选选择择性性。除除此此以以外外，它它
20、所所具具有有的的某某些些传递性质，也使之成为理想的萃取溶剂。传递性质，也使之成为理想的萃取溶剂。2.2.超临界流体的性质超临界流体的性质光燕湿虾岿组堕娱医冗启衬篙欢坡真著遭幅伪榨练竟镣甥民钧铰人拢姓蹋课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction不同流体状态时的物理性质不同流体状态时的物理性质流体状态流体状态密度密度g/mL扩散系数扩散系数cm2/sec黏度黏度g/cm.sec 气体气体1atm,15-30C(0.62)10-30.10.4(13)10-4 液体液体0.61.6
21、(0.22)10-5(0.23)10-2P=Pc,T=TcSFP=4Pc,T=Tc0.20.50.710-3(13)10-40.40.90.210-3(39)10-4案曳冶泅派脱埋苞疙琴舀傀窃冲洛灸角斧莱忍局槛癸早烈玄知儿因山瞅令课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction SFESFE就是利用了就是利用了SFsSFs独特的物理化学性能，独特的物理化学性能，使其较好地渗透到样品基体中，通过使其较好地渗透到样品基体中，通过分配、扩分配、扩散等作用散等作用，基体中被分离组份在，基
22、体中被分离组份在SFsSFs中充分溶中充分溶解，从而达到萃取的目的。解，从而达到萃取的目的。 擦顶肾拧翻菇翁舞闪机月蓝夯褂凭鞠滴音蜀匆钻蓄茵肚呆舒俏糟争狭省卖课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction超临界流体的溶解性超临界流体的溶解性溶质在一种溶剂中的溶解度取决于两种分子之间的作用力溶质在一种溶剂中的溶解度取决于两种分子之间的作用力，这，这种溶剂溶质之间的相互作用随着分子的靠近而强烈地增种溶剂溶质之间的相互作用随着分子的靠近而强烈地增加，也就是随着流体相密度的增加而强烈的
23、增加。加，也就是随着流体相密度的增加而强烈的增加。物质在超临界流体中的溶解度物质在超临界流体中的溶解度C与超临界流体的密度与超临界流体的密度之间的之间的关系关系可以用下式表示：可以用下式表示：lnC=mln+bm和和b值与萃取剂及溶质的化学性质有关。值与萃取剂及溶质的化学性质有关。选用的超临界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解选用的超临界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越大。能力就越大。在在SFE中，中，压力和温度影响压力和温度影响SFs的密度的密度，进而影响，进而影响SFs溶剂化能溶剂化能力，所以力，所以影响影响SFs效率效率。捂坊锐搓硅吱曝酒达肋绍暂飘咒查尹诀箔属懈象捻娘读
24、瞧癸请弓杏烫优吞课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction浴梯哦投卑议但靛鬃颠牛孔锁棘防厩丹孕囱辛省星蕴走傈没功阵拳重在扁课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction刑嫂汾韧想耙更实遮檀咬订搐育频隶肢撬仰撵尽盟财受骆始羽焰加庄疼兆课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取Supercriti
25、calF1uidExtraction 超临界流体显示出在传递性质上的独特性，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。产生了异常的质量传递性能。如前所述，溶剂的密度对于溶解度而言是一个非如前所述，溶剂的密度对于溶解度而言是一个非常重要的性质。但是，作为传递性质，必须对常重要的性质。但是，作为传递性质，必须对热和质量传递提供推动力。热和质量传递提供推动力。超临界流体的传递性超临界流体的传递性漫帕读献喀陡竟堂夺繁掌郑勇宵采贝录疽储阅勃小践唉质疟撵掸毙另祈霹课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取Supercr
26、iticalF1uidExtraction 粘度、热传导性和质量扩散度等都对超临界流体特粘度、热传导性和质量扩散度等都对超临界流体特性有很大的影响。性有很大的影响。超临界流体的密度近似于液相的密度，超临界流体的密度近似于液相的密度，溶解能力也基本上相同。此外，传递性质值的范围在气溶解能力也基本上相同。此外，传递性质值的范围在气体和液体之间，例如在超临界流体中的扩散系数比在液体和液体之间，例如在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出相中要高出l0100倍，但是黏度就比其小倍，但是黏度就比其小10l00倍，倍，这就是说这就是说超临界流体是一种低黏度、高扩散系数易流动超临界流体是一种低黏度、高扩散系
27、数易流动的相的相，所以能又快又深地渗透到包含有被萃取物质的固，所以能又快又深地渗透到包含有被萃取物质的固相中去，使扩散传递更加容易并能减少泵送所需的能量。相中去，使扩散传递更加容易并能减少泵送所需的能量。同时，超临界流体能溶于液相，从而降低了与之相平衡同时，超临界流体能溶于液相，从而降低了与之相平衡的液相粘度和表面张力，并且提高了平衡液相的扩散系的液相粘度和表面张力，并且提高了平衡液相的扩散系数，有利于传质。数，有利于传质。 超临界流体的热传导性大大超过了浓缩气体的热传超临界流体的热传导性大大超过了浓缩气体的热传导性，与液体基本上在同一数量级。导性，与液体基本上在同一数量级。这种性能在对流热这
28、种性能在对流热传递过程中和热与质量传递过程同时发生的情况下有一传递过程中和热与质量传递过程同时发生的情况下有一个比较强的效应。个比较强的效应。黑委渣刮释挞举夏夷朝搂尿厅嫩呕朽霜锈钟灸垢竹絮祖颁主滥贸臭六鳞漳课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 超超临临界界流流体体萃萃取取过过程程能能否否有有效效地地分分离离产产物物或或除除去去杂杂质质，关关键键是是超超临临界界流流体体萃萃取取中中使使用用的的流流体必须具有良好的选择性。体必须具有良好的选择性。提高溶剂选择性的基本原则是
29、：提高溶剂选择性的基本原则是： 操作温度应和超临界流体的临界温度相接近；操作温度应和超临界流体的临界温度相接近； 超超临临界界流流体体的的化化学学性性质质应应和和待待分分离离溶溶质质的的化化学学性质相接近性质相接近。 若若两两条条原原则则基基本本符符合合，效效果果就就较较理理想想，若若符符合程度降低，效果就会递减合程度降低，效果就会递减。3.超临界流体的选择超临界流体的选择冰惜颖巩雾答蛆铁藉摆玉踢到蜜譬泄乞桌儿蛾放棱私茅舷骂绪北宫载僳青课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtracti
30、on 超临界流体的选择是超临界流体萃取的主超临界流体的选择是超临界流体萃取的主要关键。要关键。 应按照分离对象与目的不同，选定超应按照分离对象与目的不同，选定超临界流体萃取中使用的溶剂，它可以分为非极临界流体萃取中使用的溶剂，它可以分为非极性和极性溶剂两类。性和极性溶剂两类。 下表给出了一些常用超临界萃取剂的临界温下表给出了一些常用超临界萃取剂的临界温度和临界压力，表中最后几种萃取剂为极性剂，度和临界压力，表中最后几种萃取剂为极性剂，由于极性和氢健的缘故，它们具有较高的临界由于极性和氢健的缘故，它们具有较高的临界温度和临界压力。温度和临界压力。梆恒置掀贫佬隆诛衅穴三凛秧触敝匙绣损标等帅鹤挠谭胆
31、渭闲并扣盈虹俊课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction菌篇看浚傣佯倾便竟捻骗东厚督樟虫出唱阎汉拒俘剥敦暮纤传岸刑蜒波宠课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction1萃取剂需具有化学稳定性，对设备没有腐蚀性萃取剂需具有化学稳定性，对设备没有腐蚀性;2临界温度不能太低或太高，最好在室温附近或操作温临界温度不能太低或太高，最好在室温附近或操作温度附近；度附近；
32、3操作温度应低于被萃取溶质的分解温度或变质温度；操作温度应低于被萃取溶质的分解温度或变质温度；4临界压力不能太高，可节约压缩动力费；临界压力不能太高，可节约压缩动力费；5选择性要好，容易得到高纯度制品：选择性要好，容易得到高纯度制品：6溶解度要高，可以减少溶剂的循环量；溶解度要高，可以减少溶剂的循环量；7萃取溶剂要容易获取，价格要便宜。萃取溶剂要容易获取，价格要便宜。超临界流体超临界流体必须具备的条件必须具备的条件碉隋棘肖喝吭万导丑愈响暇枢燎札耳烁逻瑶裕烘泵葱灰秘材焉咐材草似祷课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取Super
33、criticalF1uidExtraction二二二二氧化碳氧化碳氧化碳氧化碳是超临界流体技术中最常用的溶剂，有许多优点：是超临界流体技术中最常用的溶剂，有许多优点：1CO2临界温度为临界温度为31.1，临界压力为，临界压力为7.2MPa，临界条件，临界条件容易达到。容易达到。适合于萃取热不稳定的化合物适合于萃取热不稳定的化合物。2CO2化学性质不活波，无色无味无毒，安全性好。化学性质不活波，无色无味无毒，安全性好。3价格便宜，纯度高，容易获得。价格便宜，纯度高，容易获得。但是，由于但是，由于CO2是非极性的流体，是非极性的流体，只适合于萃取低极性和非极性只适合于萃取低极性和非极性的化合物的化
34、合物。对于极性较大的化合物，常须用极性较大的流体。对于极性较大的化合物，常须用极性较大的流体(如如NH3、N20等等)，因为它们具有一定极性，对极性组分溶解性能好。但是，因为它们具有一定极性，对极性组分溶解性能好。但是SF-NH3化学活性较高，易腐蚀泵封口，而化学活性较高，易腐蚀泵封口，而N20有毒且易爆，另外底烃类物有毒且易爆，另外底烃类物质因可燃易爆，也不如质因可燃易爆，也不如C02那样使用广泛。那样使用广泛。喝彝牢联煮甩紊钒况站躁春爆忍栈津辱粹薯础蝶傈童欺孵鸿马就甲良隐多课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取Super
35、criticalF1uidExtraction 若若采采用用C02萃萃取取极极性性物物质质，就就需需将将其其改改性性，常常用改性方法有两种：用改性方法有两种：1流流体体改改性性：向向C02中中加加入入少少量量极极性性溶溶剂剂(改改性性剂剂)，增加混合流体的极性。，增加混合流体的极性。2.基基体体改改性性：直直接接将将改改性性剂剂加加到到样样品品基基体体中中。当当被被萃萃取取物物与与样样品品基基体体较较强强地地结结合合在在一一起起时时，这种方法更为有效。这种方法更为有效。C02改性方法：改性方法：雪吾萨屿案瞒瞻春陶线欺甥玉幻湾负派饿竿种傀榴湿惠秸邢蝗反马翔裳埠课件第八部分超临界流体萃取Super
36、criticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction1.改改善善SF溶溶剂剂性性能能，提提高高低低挥挥发发溶溶质质在在超超临临界界流流体体中中的的溶解度。溶解度。2改变超临界流体的改变超临界流体的PVT特性特性，大致可用下式表示：，大致可用下式表示：Tc=XaTa+XbTbPc=XaPa十十XbPb式式中中，Tc、Pc分分别别为为混混合合流流体体的的临临界界温温度度和和临临界界压压力力；Xa、Xb分分别别为为溶溶剂剂A、B的的摩摩尔尔分分数数；Ta、Tb和和Pa、Pb分别为分别为A、B的临界温度和临界压力。的临界温度和
37、临界压力。3.提高萃取混合物时对溶质的选择性提高萃取混合物时对溶质的选择性上述两种方法中改性剂的作用可归纳为三个方面：上述两种方法中改性剂的作用可归纳为三个方面：北啃俺卜嵌恢逢浑妻氨凿撰国虑舜镇瞻形涕僧淖驭弟贬摹伏敏揪饭亥屋颇课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction该该流流程程包包括括如如下下几部分：几部分：1.高压泵。高压泵。2.萃取池。萃取池。3.限流器（阻尼器）限流器（阻尼器）4.收集器。收集器。5.控制部分。控制部分。 三、三、SFE萃萃取的基本流程取的基本流程蝗
38、伞猪察绑世续字蚤脏胞兢行惶呢框坝武注外张舟福墓哼谍汪究操肥馁簧课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction可分为动态、静态、静态动态三种。可分为动态、静态、静态动态三种。1.动动态态萃萃取取：它它简简单单、方方便便、快快速速，特特别别适适合合于于萃萃取取那那些些在在超超临临界界流流体体萃萃取取剂剂中中溶溶解解度度很很大大的的物物质质，而而且且样样品品基基体体又又很容易被很容易被SFs渗透的场合。该法渗透的场合。该法SFs用量大。用量大。2.静静态态萃萃取取：适适合合萃萃取取与
39、与基基体体较较难难分分离离和和在在流流体体中中溶溶解解度度不不大大的的溶溶质质，也也适适合合于于样样品品基基体体较较为为致致密密，SFs不不易易渗渗透透的的样品。样品。3.静静态态动动态态萃萃取取：即即静静态态与与动动态态法法的的结结合合。该该法法比比静静态态法法效效率率高高，而而且且可可以以克克服服动动态态法法的的缺缺点点，适适用用于于那那些些动动态态法萃取效率不高的样品。法萃取效率不高的样品。操作方式操作方式：庙己豆弱贝哇版须祝凤氯串匪逝谢房逞登谈础捕沼垫伎锨挛捞爪吮炽鹊宠课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取Super
40、criticalF1uidExtraction1萃萃取取和和分分离离合合二二为为一一，当当饱饱含含溶溶解解物物的的二二氧氧化化碳碳超超临临界界流流体体流流经经分分离离器器时时，由由于于压压力力下下降降使使得得CO2与与萃萃取取物物迅迅速速成成为为两两相相（气气液液分分离离）而而立立即即分分开开，不不存存在在物物料料的的相相变变过过程程，不不需需回回收收溶溶剂剂,操操作作方方便便；不不仅仅萃萃取取效率高，而且能耗较少，节约成本。效率高，而且能耗较少，节约成本。2压压力力和和温温度度都都可可以以成成为为调调节节萃萃取取过过程程的的参参数数。临临界界点点附附近近，温温度度压压力力的的微微小小变变化化
41、，都都会会引引起起CO2密密度度显显著著变变化化，从从而而引引起起待待萃萃物物的的溶溶解解度度发发生生变变化化，可可通通过过控控制制温温度度或或压压力力的的方方法法达达到到萃萃取取目目的的。压压力力固固定定，改改变变温温度度可可将将物物质质分分离离；反反之之温温度度固固定定，降降低低压压力力使使萃萃取取物物分分离离；因因此此工工艺艺流流程程短短、耗耗时时少少。对对环环境境无无污污染染，萃萃取取流流体体可可循循环环使使用用，真真正正实实现现生生产产过程绿色化。过程绿色化。四、四、 SFE萃取的特点萃取的特点澎痢枷闹削符经孽掐亥弊快儡咖款诞戌六陶烩苦衷膳床惨腕太声垒肉词伏课件第八部分超临界流体萃取
42、SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction3萃萃取取温温度度低低, CO2的的临临界界温温度度为为31.265 ,临临界界压压力力为为7.18MPa,可可以以有有效效地地防防止止热热敏敏性性成成分分的的氧氧化化和和逸逸散散，完完整整保保留留生生物物活活性性，而而且且能能把把高高沸沸点点，低低挥挥发发渡渡、易易热热解解的的物物质在其沸点温度以下萃取出来。质在其沸点温度以下萃取出来。4.临临界界CO2流流体体常常态态下下是是气气体体,无无毒毒,与与萃萃取取成成分分分分离离后后,完完全全没没有有溶溶剂剂的
43、的残残留留,有有效效地地避避免免了了传传统统提提取取条条件件下下溶溶剂剂毒毒性性的的残残留留。同同时时也也防防止止了了提提取取过过程程对对人人体体的的毒毒害害和和对对环环境境的污染的污染,100%的纯天然。的纯天然。5超超临临界界流流体体的的极极性性可可以以改改变变,一一定定温温度度条条件件下下,只只要要改改变变压压力力或或加加入入适适宜宜的的改改性性剂剂即即可可提提取取不不同同极极性性的的物物质质,可可选选择范围广。择范围广。希囤俗服酥事瑞丁牟膀彻玲聪纽仲曲摸钨剐南界矾录街觅拂量佑韧貌碑报课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体
44、萃取SupercriticalF1uidExtraction超超临临界界流流体体萃萃取取由由于于高高效效、快快速速、后后处处理理简简单单等等特特点点，是是一一种种很很理理想想的的样样品品前前处处理理“清洗清洗”技术，在近年来得到了广泛的应用。技术，在近年来得到了广泛的应用。具体应用可以分为以下几个方面：具体应用可以分为以下几个方面： 1、从药用植物中萃取生物活性分子，生物碱萃取和分离；从药用植物中萃取生物活性分子，生物碱萃取和分离；2、来来自自不不同同微微生生物物的的类类脂脂脂脂类类，或或用用于于类类脂脂脂脂类类回回收收，或或从从蛋蛋白白质质中中去去除除类类脂脂脂脂类；类；3、从从多多种种植植
45、物物中中萃萃取取抗抗癌癌物物质质，特特别别是是从从红红豆豆杉杉树树皮皮和和枝枝叶叶中中获获得得紫紫杉杉醇醇防防治治癌癌症；症；4、维生素，主要是维生素维生素，主要是维生素E的萃取；的萃取；5、对对各各种种活活性性物物质质（天天然然的的或或合合成成的的）进进行行提提纯纯，除除去去不不需需要要分分子子（比比如如从从蔬蔬菜菜提取物中除掉杀虫剂）或提取物中除掉杀虫剂）或“渣物渣物”以获得提纯产品；以获得提纯产品；6、对对各各种种天天然然抗抗菌菌或或抗抗氧氧化化萃萃取取物物的的加加工工，如如罗罗勒勒、串串红红、百百里里香香、蒜蒜、洋洋葱葱、春黄菊、辣椒粉、甘草和茴香子等。春黄菊、辣椒粉、甘草和茴香子等。
46、五、五、SFE的应用的应用扒盼侨崇毡味仑兹道热砚攒农逃镀筐挡腻割兔姐品绥仟份坪冗绽孽招擞且课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction传统的食用油提取方法是乙烷萃取法传统的食用油提取方法是乙烷萃取法传统的食用油提取方法是乙烷萃取法传统的食用油提取方法是乙烷萃取法，但此法生产，但此法生产，但此法生产，但此法生产的食用油所含溶剂的量难以满足食品管理法的规的食用油所含溶剂的量难以满足食品管理法的规的食用油所含溶剂的量难以满足食品管理法的规的食用油所含溶剂的量难以满足食品管理法的规定
47、，定，定，定，美国采用超临界二氧化碳萃取法提取豆油获美国采用超临界二氧化碳萃取法提取豆油获美国采用超临界二氧化碳萃取法提取豆油获美国采用超临界二氧化碳萃取法提取豆油获得成功，产品质量大幅度提高，且无污染问题。得成功，产品质量大幅度提高，且无污染问题。得成功，产品质量大幅度提高，且无污染问题。得成功，产品质量大幅度提高，且无污染问题。目前，已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红目前，已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、棕榈、可可豆中提取油花籽、花生、小麦胚芽、棕榈、可可豆中提取油脂脂，且提出的油脂中含中性脂质，磷含量低，着，且提出的油脂中含中性脂质，磷含量低，着，且提出的油脂
48、中含中性脂质，磷含量低，着，且提出的油脂中含中性脂质，磷含量低，着色度低，无臭味。色度低，无臭味。色度低，无臭味。色度低，无臭味。这种方法比传统的压榨法的回收率高，而且不存在这种方法比传统的压榨法的回收率高，而且不存在这种方法比传统的压榨法的回收率高，而且不存在这种方法比传统的压榨法的回收率高，而且不存在溶剂法的溶剂分离问题。专家们认为这种方法可溶剂法的溶剂分离问题。专家们认为这种方法可溶剂法的溶剂分离问题。专家们认为这种方法可溶剂法的溶剂分离问题。专家们认为这种方法可以以以以使油脂提取工艺发生革命性的改进使油脂提取工艺发生革命性的改进使油脂提取工艺发生革命性的改进使油脂提取工艺发生革命性的改
49、进。例例例例1.1.在食品方面的应用在食品方面的应用在食品方面的应用在食品方面的应用走役痴巍搜爬埠诡饵泼赁谋炊族熬敛酞惰零明邪棍显吕灌哀凄世粪尿啤澳课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction在在抗抗生生素素药药品品生生产产中中，传传统统方方法法常常使使用用丙丙酮酮、甲甲醇醇等等有有机机溶溶剂剂，但但要要将将溶溶剂剂完完全全除除去去，又又不不使使药药物物变变质质非非常常困困难难，若若采采用用SCFE法法则则完完全全可可以以符符合合要要求求。美美国国ADL公公司司从从7种种植植
50、物物中中萃萃取取出出了了治治疗疗癌癌症症的的有有效效成成分分，使使其其真正应用于临床。真正应用于临床。用用SCFE法法从从银银杏杏叶叶中中提提取取的的银银杏杏黄黄酮酮，从从鱼鱼的的内内脏脏，骨骨头头等等提提取取的的多多烯烯不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸（DHA，EPA），从从沙沙棘棘籽籽提提取取的的沙沙棘棘油油，从从蛋蛋黄黄中中提提取取的的卵卵磷磷脂脂等等对对心心脑脑血血管管疾疾病病具具有有独独特特的的疗疗效效。日日本本学学者者宫宫地地洋洋等等从从药药用用植植物物蛇蛇床床子子、桑桑白白皮皮、甘甘草草根根、紫紫草草、红红花花、月月见见草草中提取了有效成分。中提取了有效成分。 例例2.在医药保健品方面的
51、应用在医药保健品方面的应用擦塞赐刻棉殴蕾空芜睦荒去令歧汾卷恶沂孕搁辉趋灯载机歹眠翅套募攒后课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction用用SCFE法法萃萃取取香香料料不不仅仅可可以以有有效效地地提提取取芳芳香香组组分分，而而且且还还可可以以提提高高产产品品纯纯度度，能能保保持持其其天天然然香香味味，如如从从桂桂花花、茉茉莉莉花花、菊菊花花、梅梅花花、米米兰兰花花、玫玫瑰瑰花花中中提提取取花花香香精精，从从胡胡椒椒、肉肉桂桂、薄薄荷荷提提取取香香辛辛料料，从从芹芹菜菜籽籽、生生
52、姜姜，莞莞荽荽籽籽、茴茴香香、砂砂仁仁、八八角角、孜孜然然等等原原料料中中提提取取精精油油，不不仅仅可可以以用用作作调调味味香香料料，而而且且一一些些精精油油还还具具有有较较高高的的药药用用价价值值。啤啤酒酒花花是是啤啤酒酒酿酿造造中中不不可可缺缺少少的的添添加加物物，具具有有独独特特的的香香气气、清清爽爽度度和和苦苦味味。传传统统方方法法生生产产的的啤啤酒酒花花浸浸膏膏不不含含或或仅仅含含少少量量的的香香精精油油，破破坏坏了了啤啤酒酒的的风风味味，而而且且残残存存的的有有机机溶溶剂剂对对人人体体有有害害。超超临临界界萃萃取取技技术术为为酒酒花花浸浸膏膏的的生生产产开开辟辟了了广广阔阔的的前前
53、景景。美美国国SKW公公司司从从啤啤酒酒花花中中萃萃取取啤啤酒酒花花油油,已形成生产规模。已形成生产规模。例例3.天然香精香料的提取天然香精香料的提取讳痴旺筛羚辩香豫渣路乃较习汤左逸汇惹悸依捡洛壤英释盔罚攫控现菇阂课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction近年来的研究发现超临界条件下的酶催化反近年来的研究发现超临界条件下的酶催化反应可用于某些化合物的合成和拆分。另外在超临应可用于某些化合物的合成和拆分。另外在超临界或亚临界条件下的水可作为一种酸催化剂，对界或亚临界条件下的水
54、可作为一种酸催化剂，对纤维素的转化起催化作用，使其迅速转化为葡萄纤维素的转化起催化作用，使其迅速转化为葡萄糖。糖。1988年开发了超临界流体细胞破碎技术年开发了超临界流体细胞破碎技术（CFD）。用超临界）。用超临界CO2作介质，高压作介质，高压CO2易于易于渗透到细胞内，突然降压，细胞内因胞内外较大渗透到细胞内，突然降压，细胞内因胞内外较大的压差而急剧膨胀发生破裂。超临界流体还被用的压差而急剧膨胀发生破裂。超临界流体还被用于物质结晶和超细颗粒的制备当中。于物质结晶和超细颗粒的制备当中。例例4.生物工程方面的应用生物工程方面的应用悠漏诚驼船辙百邮衡恃霹赂介颁苹尝区业异毡皖啸翠央塘加社佐盏尉茫嘴课
55、件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 近近10多年来，我国超临界流体技术研究和应用，从多年来，我国超临界流体技术研究和应用，从基基础数据、工艺流程及实验设备等方面均有较好的发展础数据、工艺流程及实验设备等方面均有较好的发展，已，已形成了一支由科研单位、高等院校和企业构成的高素质研形成了一支由科研单位、高等院校和企业构成的高素质研究、开发、应用队伍，并取得了一批我国的自主专利技术，究、开发、应用队伍，并取得了一批我国的自主专利技术，尤其在中药现代化应用方面颇具特色和前景。
56、尤其在中药现代化应用方面颇具特色和前景。中科院地化中科院地化所超临界流体技术研究开发中心所超临界流体技术研究开发中心在超临界流体萃取设备的在超临界流体萃取设备的研制和生物资源有效成分的提取及产品开发等方面，取得研制和生物资源有效成分的提取及产品开发等方面，取得了多项重要成果。了多项重要成果。 国内研究现状国内研究现状宾波瓦仆蜗香等第斩椎滓筐睁晦臂算漾安书宝晤檄只醒伯扛辫彝诺碉亏廉课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction 但但目目前前我我国国的的超超临临界界流流体体萃萃取取
57、技技术术的的研研究究和和应应用用状状况况不不容容乐乐观观，主主要要表表现现在在重重复复性性研研究究多多于于实实际际应应用用，小小规规模模试试验验多多于于大大规规模模生生产产，设设备备制制造造商商的的经经济济收收益益大大于于设设备备使使用企业的经济收益用企业的经济收益。 原原因因: 一一是是设设备备操操作作压压力力高高，造造价价高高，产产品品成成本本高高，企企业业一一次次性性投投资资风风险险大大；二二是是超超临临界界二二氧氧化化碳碳萃萃取取性性能能的的普普遍遍适适用用性性不不高高，它它主主要要适适用用于于非非极极性性或或弱弱极极性性化化合合物物的的提提取取，如如油油脂脂、挥挥发发油油等等；三三是
58、是目目前前国国内内所所用用的的设设备备均均属属于于简简单单萃萃取取，而而简简单单萃萃取取方方法法无无法法生生产产高高纯纯度度产产品品，因因而而大大部部分分产产品品附附加加值值不不高高；四四是是不不少少企企业业对对该该技技术术及及装装备备情情况况知知之之甚甚少少，对对其其所所生生产产产产品品的的市市场场情情况况调调查查不不够够，在在应应用用该技术及购置装备时存在较大盲目性。该技术及购置装备时存在较大盲目性。 效也窥职幅炉细肄撮酋故栓痴适纱损寇锦累传返博间嘶酵挖揭月筷仇谎劈课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction课件第八部分超临界流体萃取SupercriticalF1uidExtraction
