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1、超临界流体萃取演示第1页，本讲稿共20页摘要n 本文综述了超临界流体本文综述了超临界流体萃取技术的基本原理、萃取萃取技术的基本原理、萃取剂的选择、工艺流程等，详剂的选择、工艺流程等，详细讨论了辅助溶剂的重要作细讨论了辅助溶剂的重要作用，指出超临界流体萃取技用，指出超临界流体萃取技术的特点及存在的问题，介术的特点及存在的问题，介绍了这一新型分离技术在工绍了这一新型分离技术在工业上的广泛应用，并对它的业上的广泛应用，并对它的前景作了展望。前景作了展望。第2页，本讲稿共20页1.概述概述 超临界流体萃取超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，SFE）是一项新型提
2、取技术，它是利）是一项新型提取技术，它是利用超临界条件下的气体作萃取剂，从液体或固体中用超临界条件下的气体作萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术。超临界条件下萃取出某些成分并进行分离的技术。超临界条件下的气体，也称为超临界流体（的气体，也称为超临界流体（SF），是处于临界），是处于临界温度温度（Tc）和临界压力）和临界压力（Pc）以上，以流体形式）以上，以流体形式存在的物质。通常有二氧化碳（存在的物质。通常有二氧化碳（CO2）、氮气）、氮气（N2）、氧化二氮）、氧化二氮（N2 O）、乙烯）、乙烯（C2 H4）、）、三氟甲烷三氟甲烷（CHF3）等。）等。第3页，本讲稿共20页2
3、2、超临界流体的特性及其超临界流体的特性及其萃取的基本原理萃取的基本原理第4页，本讲稿共20页2.1 2.1 超临界流体的含义超临界流体的含义 超临界流体（超临界流体（SCF）是指在临界温度）是指在临界温度和临界压力以上的流体。高于临界温度和和临界压力以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。处于超临界状态时，气液两相性质状态。处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨，故称之为非常接近，以至于无法分辨，故称之为SCF。第5页，本讲稿共20页2.2 2.2 常用超临界流体萃取剂的临界特性常用超临界流体萃取剂的临界特性 S
4、CF不同于一般的气体，也有别于一般液不同于一般的气体，也有别于一般液体，它本身具有许多临界特性：体，它本身具有许多临界特性：n其扩散系数比气体小，但比液体高一个数量级；其扩散系数比气体小，但比液体高一个数量级；n粘度接近气体；粘度接近气体；n密度类似液体；压力的细微变化可导致其密度密度类似液体；压力的细微变化可导致其密度的显著变动；的显著变动；n压力或温度的改变均可导致相变。压力或温度的改变均可导致相变。第6页，本讲稿共20页n超临界萃取剂的临界温度越接近操作温超临界萃取剂的临界温度越接近操作温度，则溶解度越大。临界温度相同的萃度，则溶解度越大。临界温度相同的萃取剂，与被萃取溶质化学性质越相似
5、，取剂，与被萃取溶质化学性质越相似，溶解能力越大。因此应该选取与被萃取溶解能力越大。因此应该选取与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂。溶质相近的超临界流体作为萃取剂。2.3 2.3 超超临界流体的选择性临界流体的选择性第7页，本讲稿共20页 用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件:n化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反应；化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反应；n临界温度应接近常温或操作温度，不宜太高或太低；临界温度应接近常温或操作温度，不宜太高或太低；n操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；
6、n临界压力低，以节省动力费用；临界压力低，以节省动力费用；n对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；n纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循还用量；纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循还用量；n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。毒的气体。2.4 2.4 超临界流体的选择原则超临界流体的选择原则第8页，本讲稿共20页2.5 2.5 超超临界流体萃取的基本原理临界流体萃取的基本原理SFESFE利用利用SCFSCF作为萃取溶剂，作为萃取溶剂，SCFSCF所具有独特的物理化学性质，
7、使其极所具有独特的物理化学性质，使其极易于渗透到样品基体中去，通过扩散、溶解、分配等作用，使基体中的溶易于渗透到样品基体中去，通过扩散、溶解、分配等作用，使基体中的溶质扩散并分配到质扩散并分配到SCFSCF中，从而将其从基体中萃取出来。并且超临界流体的中，从而将其从基体中萃取出来。并且超临界流体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部提取。提取完成后，改变体系温度或升压可将不同极性的成分进行分部提取。提取完成后，改变体系温度或压力，使超临界流体变成普通气体逸散出去，物料中已提取的
8、成分就可压力，使超临界流体变成普通气体逸散出去，物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出，达到提取和分离的目的。在萃取过程中，以完全或基本上完全析出，达到提取和分离的目的。在萃取过程中，SFESFE的萃取效率是由的萃取效率是由SCFSCF的溶剂力、溶质的特性、溶质的溶剂力、溶质的特性、溶质基体结合状况决定的。基体结合状况决定的。因而在选择萃取条件时，一方面要考虑溶质在因而在选择萃取条件时，一方面要考虑溶质在SCFSCF中的溶解度，另一方面也中的溶解度，另一方面也要考虑溶质从样品基体活性点脱附并扩散到要考虑溶质从样品基体活性点脱附并扩散到SCFSCF中的能力与速度。中的能力与速度。第9页，本
9、讲稿共20页3 3、超临界流体萃取的工艺流程、超临界流体萃取的工艺流程及操作特征及操作特征第10页，本讲稿共20页n超临界流体萃取的工艺流程一般是由超临界流体萃取的工艺流程一般是由萃取（萃取（CO2溶解溶质）和分离溶解溶质）和分离（CO2和溶质的分离）和溶质的分离）2步组成。步组成。n它包括高压泵及流体系统、萃取池系它包括高压泵及流体系统、萃取池系统和收集系统三个部分统和收集系统三个部分 第11页，本讲稿共20页工作流程工作流程第12页，本讲稿共20页基本工艺流程基本工艺流程 第13页，本讲稿共20页4 4、超临界流体的辅助溶剂效应、超临界流体的辅助溶剂效应一般地讲，辅助溶剂具有以下几方面作用
10、一般地讲，辅助溶剂具有以下几方面作用:n大大增加被分离组分在气相中的溶解度，例如，气大大增加被分离组分在气相中的溶解度，例如，气相中含有白分之几的辅助溶剂，使溶质溶解度的增相中含有白分之几的辅助溶剂，使溶质溶解度的增加可与增加数百个大气压的作用相当。加可与增加数百个大气压的作用相当。n加入与溶质起特定作用的辅助剂，可使溶质的分离加入与溶质起特定作用的辅助剂，可使溶质的分离因子大大提高。因子大大提高。n增加溶质溶解度对温度、压力的敏感程度，使被萃取组分增加溶质溶解度对温度、压力的敏感程度，使被萃取组分在操作压力不变的情况下，适当提高温度就可使其溶解度在操作压力不变的情况下，适当提高温度就可使其溶
11、解度大大降低。大大降低。n辅助溶剂可用作反应物。辅助溶剂可用作反应物。n能改变溶剂的临界参数。能改变溶剂的临界参数。第14页，本讲稿共20页5 5、超临界流体、超临界流体萃取技术的特点萃取技术的特点及存在的问题及存在的问题第15页，本讲稿共20页6 6、超临界流体萃取技术的应用、超临界流体萃取技术的应用n在医药方面的应用在医药方面的应用在中草药有效成分提取分离中的应用在中草药有效成分提取分离中的应用 （2 2）在药物分析中的应用）在药物分析中的应用n在食品工业中的应用在食品工业中的应用n在化学工业中的应用在化学工业中的应用n在香精、香料提取中的应用在香精、香料提取中的应用n在天然色素提取中的应
12、用在天然色素提取中的应用n在生物工程方面的应用在生物工程方面的应用 n在环境保护方面的应用在环境保护方面的应用n在材料加工过程中的应用在材料加工过程中的应用第16页，本讲稿共20页7 7、超临界流体技术展望、超临界流体技术展望第17页，本讲稿共20页8 8、结束语、结束语 SFESFE的基础研究与应用在近的基础研究与应用在近2020年内取得了很大的进展。年内取得了很大的进展。综上所述，我们可以看到此新兴技术的研究涉及了众多领综上所述，我们可以看到此新兴技术的研究涉及了众多领域，而且在更广阔领域中还有着潜在的应用可能。但同时域，而且在更广阔领域中还有着潜在的应用可能。但同时一些基础研究与技术方面
13、的局限又影响了一些基础研究与技术方面的局限又影响了SFESFE技术的进一步技术的进一步发展。要继续发展发展。要继续发展SFESFE技术，必须强化基础理论研究，对现有实技术，必须强化基础理论研究，对现有实验测试技术进行改进，开发具有更高准确性和精确度的新方法，验测试技术进行改进，开发具有更高准确性和精确度的新方法，完善和丰富超临界条件下各种物系的相平衡，物理化学和传热完善和丰富超临界条件下各种物系的相平衡，物理化学和传热传质等数据；应更好的理解溶质在超临界流体中的分子行为，传质等数据；应更好的理解溶质在超临界流体中的分子行为，具有实际意义的是伴有特殊相互作用的混合物体系的研究；具有实际意义的是伴
14、有特殊相互作用的混合物体系的研究；预预测和建立萃取过程的热力学和动力学模型。测和建立萃取过程的热力学和动力学模型。第18页，本讲稿共20页 超临界流体萃取技术是一种具有广阔超临界流体萃取技术是一种具有广阔应用前景的应用前景的“绿色工艺绿色工艺”，符合当今世界，符合当今世界注重可持续发展的潮流，为正兴起的注重可持续发展的潮流，为正兴起的“绿绿色化学色化学”提供了一种新的思路。我们有理提供了一种新的思路。我们有理由相信，无论是科学研究还是实际应用，由相信，无论是科学研究还是实际应用，超临界流体萃取技术的前途是诱人的，必超临界流体萃取技术的前途是诱人的，必将得到更大的发展。将得到更大的发展。第19页，本讲稿共20页谢谢 谢谢!第20页，本讲稿共20页