超臨界萃取課件

超臨界萃取技術1．超臨界流體萃取的簡介超臨界流體萃取(Supercriticalfluidextraction，簡稱SFE)是用超臨界條件下的流體作為萃取劑，由液體或固體中萃取出所需成分(或有害成分)的一種分離方法。超臨界流體(Supercriticalfluid，簡稱SCF)是指操作溫度超過臨界溫度和壓力超過監(jiān)界壓力狀態(tài)的流體。在超臨界狀態(tài)下的流體，具有接近于液體的密度和類似于液體的溶解能力，同時還具有類似于氣體的高擴散性、低粘度、低表面張力等特性。因此SCF具有良好的溶劑特性，很多固體或液體物質都能被其溶解。常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等．其中以二氧化碳最為常用。由于SCF在溶解能力、傳遞能力和溶劑回收等方面具有特殊的優(yōu)點．而且所用溶劑多為無毒氣體．避免了常用有機溶劑的污染問題。超臨界萃取之所以受到青睞，是由于它與傳統(tǒng)額液-液萃取或浸取相比，有以下優(yōu)點：

①萃取率高；②產品質量高；③萃取劑易于回收；④選擇性好。

2．超臨界萃取的基本原理2．1．超臨界流體特性所謂超臨界流體（SCF），是指一類壓強高于臨界壓強Pc,溫度高于臨界溫度Tc，的流體，這種流體既不是液體，也不是氣體，是一類特殊的流體。

表1超臨界流體的物性及與普通流體物性的比較

2.2．超臨界萃取原理超臨界流體萃取分離過程是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。當氣體處于超臨界狀態(tài)時，成為性質介于液體和氣體之間的單一相態(tài)，具有和液體相近的密度，粘度雖高于氣體但明顯低于液體，擴散系數為液體的10～100倍；因此對物料有較好的滲透性和較強的溶解能力，能夠將物料中某些成分提取出來。2．3．萃取溶劑的選擇并非所有溶劑都適宜用作超臨界萃取，超臨界萃取對溶劑有以下要求:①有較高的溶解能力．且有一定的親水—親油平衡；②能容易地與溶質分離，無殘留，不影響溶質品質；③無毒，化學上為惰性，且穩(wěn)定；④來源豐富，價格便宜；⑤純度高。

在所研究的超臨界物質中，只有幾種適用于超臨界萃取的溶劑：二氧化碳、乙烷、乙烯，以及一些含氟的氫化合物，其中最理想的溶劑是二氧化碳，它幾乎滿足上述所有要求，它的臨界壓強為7.38MPa，臨界溫度為31.16℃，目前幾乎所有的超臨界萃取操作均以二氧化碳為溶劑。3．超臨界流體萃取的特點3．1．萃取和分離合二為一當飽含溶解物的二氧化碳超臨界流體流經分離器時，由于壓力下降使得CO2與萃取物迅速成為兩相(氣液分離)而立即分開，不存在物料的相變過程，不需回收溶劑，操作方便；不僅萃取效率高，而且能耗較少，節(jié)約成本。

3．2．壓力和溫度都可以成為調節(jié)萃取過程的參數

臨界點附近，溫度壓力的微小變化．都會引起CO2密度顯著變化，從而引起待萃物的溶解度發(fā)生變化?？赏ㄟ^控制溫度或壓力的方法達到萃取目的。壓力固定，改變溫度可將物質分離；反之溫度固定，降低壓力使萃取物分離；因此工藝流程短、耗時少。對環(huán)境無污染，萃取流體可循環(huán)使用，真正實現生產過程綠色化。

3．3．萃取溫度低CO2的臨界溫度為31.16℃。臨界壓力為7.38MPa，可以有效地防止熱敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸點、低揮發(fā)度、易熱解的物質在其沸點溫度以下萃取出來。3．5．超臨界流體的極性可以改變

一定溫度條件下，只要改變壓力或加入適宜的夾帶刑，即可提取不同極性的物質，可選擇范圍廣。

4．超臨界萃取流程利用SCF的溶解能力隨溫度或壓力改變而連續(xù)變化的特點，可將SFE過程大致分為兩類，即等溫變壓流程和等壓變溫流程。前者是使萃取相經過等溫減壓，后者是使萃取相經過等壓升(降)溫、結果都能使SCF失去對溶質的溶解能力，達到分離溶質與回收溶劑的目的。典型的等溫降壓超臨界萃取流程見圖1。

圖1超臨界萃取流程①→②T↓進料萃取，②→③P↓分離出料，③→①T↑P↑溶劑加收5．超臨界萃取技術的應用超臨界萃取技術在食品工業(yè)中用于茶葉、咖啡豆脫咖啡因；食品脫脂；酒花有效成分提?。恢参锷氐妮腿?；植物及動物油脂的萃取。在醫(yī)藥工業(yè)中用于酶、維生素等的精制；動植物體內藥物成分的萃?。会t(yī)藥品原料的濃縮、精制；糖類與蛋白質的分離以及脫溶劑脂肪類混合物的分離精制等。在化妝品工業(yè)中用于天然香料的萃取；合成香料的分離精制；化妝品原料的萃取、精制。

6．應用前景我國資源豐富，用超臨界萃取有廣泛的應用前景。許多都可以用超臨界流體技術進行加工，如：銀杏葉、魚油、卵磷脂、沙棘油、川芎等。大力開展這方面的研究，能獲得很高的經濟效益。超臨界萃取技術的應用，除對環(huán)境污染少、操作簡便、溫度低、省