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1、罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界流体萃取法1 1超临界流体萃取的基本原理超临界流体萃取的基本原理1.1 纯溶剂的行为纯溶剂的行为1.2 超临界流体的性质超临界流体的性质2 2 超临界流体萃取的基本过程超临界流体萃取的基本过程3 3 超临界流体萃取突出的优点：超临界流体萃取突出的优点：第1页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 超临界流体萃取超临界流体萃取(Supercritical F1uid Extraction)，也叫气体萃取也叫气体萃取(Gas Extraction)、流体萃取流体萃取(F1uid Extraction)、稠密气体萃稠密气体萃取取(Dense Gas Extr
2、action)或蒸馏萃取或蒸馏萃取(Destraction)，由于萃取中的一个重要因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，因此广义地称之在非临界状态下实现，因此广义地称之为压力流体萃取为压力流体萃取(Pressure Fluid Extraction)。第2页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界流体萃取作为一种分离过程的开发和超临界流体萃取作为一种分离过程的开发和应用，是基于应用，是基于一种溶剂对固体和液体的萃取一种溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性能力和选择性，在超临界状态下较之在常温，在超临界状态下较之在常
3、温常压条件下可获得极大的提高。它是利用超常压条件下可获得极大的提高。它是利用超临界流体临界流体(Supercritical Fluid，SCF)，即温度即温度和压力略超过或靠近超临界温度和压力略超过或靠近超临界温度(Tc)和临界和临界压力压力(pc)、介于气体和液体之间的流体，作介于气体和液体之间的流体，作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。第3页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取作为一个分离过程，超临界流体萃取过程介于蒸馏和液作为一个分离过程，超临界流体萃取过程介于
4、蒸馏和液液萃取过程之间。液萃取过程之间。可以这样设想可以这样设想:蒸馏是物质在流动的气体中，利用不同的蒸馏是物质在流动的气体中，利用不同的蒸气压进行蒸发分离；蒸气压进行蒸发分离；液液萃取是利用溶质在不同的溶液中溶解能力的差异液液萃取是利用溶质在不同的溶液中溶解能力的差异进行分离；进行分离；而超临界流体萃取是利用临界或超临界状态的流体，依而超临界流体萃取是利用临界或超临界状态的流体，依靠被萃取的物质在不同的蒸气压力下所具有的不同化学靠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和溶解能力进行分离、纯化的单元操作，即此过亲和力和溶解能力进行分离、纯化的单元操作，即此过程同时利用了蒸馏和萃取
5、现象蒸气压和相分离均在起程同时利用了蒸馏和萃取现象蒸气压和相分离均在起作用。作用。第4页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界流体：新世纪新概念超临界流体：新世纪新概念 超临界流体技术自上世纪超临界流体技术自上世纪7070年代开始崭露头角，随后便以年代开始崭露头角，随后便以其环保、高效等显著优势轻松超越传统技术，迅速渗透到萃取其环保、高效等显著优势轻松超越传统技术，迅速渗透到萃取分离、石油化工、化学反应工程、材料科学、生物技术、环境分离、石油化工、化学反应工程、材料科学、生物技术、环境工程等诸多领域，并成为这些领域发展的主导之一。今后，随工程等诸多领域，并成为这些领域发展的主导之一。
6、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和深入的应用，而超临界流体技术本身兴技术必将得以更广泛和深入的应用，而超临界流体技术本身也必将对人类科技进步和经济发展产生深远的影响。也必将对人类科技进步和经济发展产生深远的影响。超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体，亦即压超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的气体。缩到具有接近液体密度的气体。超临界流体的密度和溶剂化能超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，粘度和扩散系数接近气体力接近液体，粘度和扩散系数接近气体，在临界
7、点附近流体的，在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感，在不改变化学组物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感，在不改变化学组成的条件下，即可通过压力调节流体的性质。当前，超临界流成的条件下，即可通过压力调节流体的性质。当前，超临界流体技术已在许多领域得以广泛应用。体技术已在许多领域得以广泛应用。第5页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界萃取与分离超临界萃取与分离 超临界萃取是最早研究和应用的超临界技术之一，适用于食超临界萃取是最早研究和应用的超临界技术之一，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茶叶处理和品和医药工业。在美国和欧洲，年生产能力上万吨的
8、茶叶处理和脱咖啡因工厂早已投入生产，啤酒花有效成分、香料等的萃取在脱咖啡因工厂早已投入生产，啤酒花有效成分、香料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用也取得了较大进展，美国科学家已开始用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超临界COCO2 2从植物中提取抗癌药物，从油子中提取保健品。从植物中提取抗癌药物，从油子中提取保健品。超临界萃取技术在其它方面也有着广泛的应用前景。如金属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
9、界与适当配位体生成络合物后，可以溶解于超临界COCO2 2。利用这一利用这一性质，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，为金属的提取和分离提供了新的途径。同时，人们前处理过程，为金属的提取和分离提供了新的途径。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、结构和化学组成对聚合物混合物进行分离。成对聚合物混合物进行分离。第6页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取纯溶剂的行为纯溶剂的行为要充分利用超临界流体的独特性质，必须了解纯溶剂及其要充分利用超临
10、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相平衡行为。现用超临和溶质的混合物在超临界条件下的相平衡行为。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三参数的压力温度图纯二氧化碳的密度为第三参数的压力温度图。图中分别图中分别标注了气、液、固相区和临界点及相应的超临界流体区。标注了气、液、固相区和临界点及相应的超临界流体区。其中沸腾线其中沸腾线(饱和蒸气曲线饱和蒸气曲线)从三重点从三重点(T216.58K，P0.5185MPa)到临界点到临界点(Tc304.06K，p7.38MPa)为止为止
11、。熔融线熔融线(熔解压力曲线熔解压力曲线)从三重点出发随压力升高而陡直上从三重点出发随压力升高而陡直上升。升华压力曲线对超临界萃取无多大意义。升。升华压力曲线对超临界萃取无多大意义。超临界流体萃取的基本原理第7页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取CO2的的pT图图精馏操作精馏操作液相萃取和吸收液相萃取和吸收超临界萃取和色谱超临界萃取和色谱吸吸附附分分离离第8页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 临界点的概念可用临界温度和临界压力来解释，这两临界点的概念可用临界温度和临界压力来解释，这两个名词可定性地定义如下：个名词可定性地定义如下：临界温度是指高于此温度时，无论加压多大也不能使
12、气体临界温度是指高于此温度时，无论加压多大也不能使气体液化；液化；临界压力是指在临界温度下，液化气体所需的压力。临界压力是指在临界温度下，液化气体所需的压力。超临界萃取的实际操作范围以及通过调节压力或温度，改超临界萃取的实际操作范围以及通过调节压力或温度，改变溶剂密度从而改变溶剂萃取能力的操作条件，可以用二变溶剂密度从而改变溶剂萃取能力的操作条件，可以用二氧化碳的对比压力对比密度图加以说明氧化碳的对比压力对比密度图加以说明。所谓对比压力、对比密度或对比温度，是指操作压力、密所谓对比压力、对比密度或对比温度，是指操作压力、密度或温度与临界压力、密度或温度的比值。度或温度与临界压力、密度或温度的比
13、值。第9页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界萃取和超临界色谱的实际操作区域为图中虚线以上超临界萃取和超临界色谱的实际操作区域为图中虚线以上部分，大致在对比压力部分，大致在对比压力pr1，对比温度对比温度T r为为0.9与与1.2之间。之间。在这一区域里，超临界流体具有极大的可压缩性。溶剂密在这一区域里，超临界流体具有极大的可压缩性。溶剂密度可从气体般的密度度可从气体般的密度(0.1)递增至液体般的密度递增至液体般的密度(2.0)。由图可见，在由图可见，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趋于
14、平坦，即在此区域内微小的压力变化将大大将大大改变超临界流体的密度，如温度为改变超临界流体的密度，如温度为37(Tr310/304.21.019)时，压力由时，压力由7.2MPa(pr=7.2/7.38=0.976)上升到上升到10.3MPa，密度可增加密度可增加2.8倍。倍。第10页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取另一方面，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)，提高温度提高温度可以大大降低溶剂的密度。如压力在可以大大降低溶剂的密度。如压力在10.3MPa时，温度时，温度从从37 提高到提高到92 也可以使密度作相应的降低，从而也可以使密度作相应的降低，从而降
15、低其萃取能力，使之与萃取物分离。降低其萃取能力，使之与萃取物分离。流体在临界区附近，压力和温度的微小变化，会引起流流体在临界区附近，压力和温度的微小变化，会引起流体的密度大幅度变化，而非挥发性溶质在超临界流体中体的密度大幅度变化，而非挥发性溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比。的溶解度大致上和流体的密度成正比。超临界流体萃取正是利用了这个特性，形成了新的分离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展。工艺。它是经典萃取工艺的延伸和扩展。第11页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取第12页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 超临
16、界流体是处在高于其临界点的温度和超临界流体是处在高于其临界点的温度和压力条件下的流体压力条件下的流体(气体或液体气体或液体)，用它作为，用它作为萃取剂时，常表现出十几倍、甚至几十倍于萃取剂时，常表现出十几倍、甚至几十倍于通常条件下流体的萃取能力和良好的选择性。通常条件下流体的萃取能力和良好的选择性。除此以外，它所具有的某些传递性质，也使除此以外，它所具有的某些传递性质，也使之成为理想的萃取溶剂。之成为理想的萃取溶剂。超临界流体的性质第13页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 现已确认，溶质在一种溶剂中的溶解度取决于二现已确认，溶质在一种溶剂中的溶解度取决于二种分子之间的作用力，这种溶剂
17、溶质之间的相互作种分子之间的作用力，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加，也就是随着流体相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增加。因此，可以预料超临界流密度的增加而强烈的增加。因此，可以预料超临界流体在高的或类液体密度状态下是体在高的或类液体密度状态下是“好好”的溶剂，而在的溶剂，而在低的或类气体密度状态下是低的或类气体密度状态下是“不好不好”的溶剂。物质在的溶剂。物质在超临界流体中的溶解度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之间的关系可以用下式表示：的关系可以用下式表示：lnC=mln+bm和和b值与萃取剂及溶质的化学性
18、质有关。选用的超临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，溶解能力就界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越大。越大。超临界流体条件下的溶解度第14页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取第15页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取第16页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 在保持温度恒定的条件下，通过调节压在保持温度恒定的条件下，通过调节压力来控制超临界流体的萃取能力或保持密度力来控制超临界流体的萃取能力或保持密度不变改变温度来提离其萃取能力。不变改变温度来提离其萃取能力。溶剂和溶质之间的分离溶剂和溶质之间的分离(即萃取物的释放
19、即萃取物的释放)可通过超临界相的等温减压膨胀来实现，因可通过超临界相的等温减压膨胀来实现，因为在低压下溶质的溶解度是非常小的。超临为在低压下溶质的溶解度是非常小的。超临界流体对溶解溶质有一个特殊的容量，这一界流体对溶解溶质有一个特殊的容量，这一事实导致了新的分离技术超临界流体萃取事实导致了新的分离技术超临界流体萃取(SCFE)SCFE)的产生。的产生。第17页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 超临界流体显示出在传递性质上的独特性，产生了异常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。如前所述，溶剂的密度对于溶解度而言的质量传递性能。如前所述，溶剂的密度对于溶解度而
20、言是一个非常重要的性质。但是，作为传递性质，必须对热是一个非常重要的性质。但是，作为传递性质，必须对热和质量传递提供推动力。黏度、热传导性和质量扩散度等和质量传递提供推动力。黏度、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。都对超临界流体特性有很大的影响。超临界流体的密度近似于液相的密度，溶解能力也基本上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，传递性质值的范图，在气体和液体之间，例相同。此外，传递性质值的范图，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相中要高出如在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出l0l0100100倍，倍，但是黏度就比其小但是黏
21、度就比其小10l00倍，这就是说超临界流体是一种倍，这就是说超临界流体是一种低黏度、高扩散系数易流动的相，所以能又快又深地渗透低黏度、高扩散系数易流动的相，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。能减少泵送所需的能量。超临界流体的传递性质第18页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取同时，超临界流体能溶于液相，从而降低了与之相同时，超临界流体能溶于液相，从而降低了与之相平衡的液相黏度和表面张力，并且提高了平衡液相平衡的液相黏度和表面张力，并且提高了平衡液相的扩散系数，有利于传质。的扩散系数
22、，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。另外，在导性，与液体基本上在同一数量级。另外，在TTc10K时超临界流体的热传导性对压力的变化很敏时超临界流体的热传导性对压力的变化很敏感感(或者说是密度的变化或者说是密度的变化)。这种性能在对流热传递。这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。第19页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或超临界流体萃取过程能否有效地分离
23、产物或除去杂质，关键是超临界流体萃取中使用的溶除去杂质，关键是超临界流体萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。提高溶剂选择性的剂必须具有良好的选择性。提高溶剂选择性的基本原则是：基本原则是：操作温度应和超临界流体的临操作温度应和超临界流体的临界温度相接近；界温度相接近；超临界流体的化学性质应和超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相接近。待分离溶质的化学性质相接近。若两条原则基若两条原则基本符合，效果就较理想，若符合程度降低，效本符合，效果就较理想，若符合程度降低，效果就会递减果就会递减。超临界流体的选择性第20页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 超临界流体的选定是超临界流体萃
24、取的主超临界流体的选定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，它可以分为超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。下表给出了一些常非极性和极性溶剂两类。下表给出了一些常用超临界萃取剂的临界温度和临界压力，表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，由于极性和氢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温度和临界健的缘故，它们具有较高的临界温度和临界压力。压力。超临界流体的选定第21页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取第22页/共39页罗立新
25、：溶剂提取罗立新：溶剂提取1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；温度附近；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。作为萃取
26、溶剂的超临界流体必须具备以下条件:第23页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其缺点包括：单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其缺点包括：1某些物质在纯超临界流体中溶解度很低，如超临界某些物质在纯超临界流体中溶解度很低，如超临界CO2只能有效地萃取亲脂性只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；物质，对糖、氨基酸等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；2选择性不高，导致分离效果不好；选择性不高，导致分离效果不好；3溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感，使溶质与超临界流体分离时耗费的溶质溶解度对温度、压力
27、的变化不够敏感，使溶质与超临界流体分离时耗费的能量增加。能量增加。针对上述问题，在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被针对上述问题，在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，添加的这类物质称为萃取组分的选择性和溶解度，添加的这类物质称为夹带剂夹带剂，有时也称为，有时也称为改性剂改性剂(Modifer)或或共溶剂共溶剂(Cosolvert)。夹带剂的添加量一般不超过临界流体的夹带剂的添加量一般不超过临界流体的15(物质的量比物质的量比)。除了甲醇外，夹带剂。除了甲醇外，夹带剂还有水、丙酮、乙醇、苯、甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、正已烷和环己烷
28、等，夹还有水、丙酮、乙醇、苯、甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、正已烷和环己烷等，夹带剂的概念也不仅包括通常的液体溶剂。还包括溶解于超临界气体中的固态化合带剂的概念也不仅包括通常的液体溶剂。还包括溶解于超临界气体中的固态化合物，如萘也可作为夹带组分。物，如萘也可作为夹带组分。夹带剂的使用第24页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取(1)依靠压力变化的萃取分离法依靠压力变化的萃取分离法(等温法或绝热法等温法或绝热法)在一定温度在一定温度下，使超临界流体和溶质减压，经膨胀后分离，溶质由分离器下，使超临界流体和溶质减压，经膨胀后分离，溶质由分离器下部取出，气体经压缩机返回萃取器循环使用。下部取出，气体
29、经压缩机返回萃取器循环使用。(2)依靠温度变化的萃取分离法依靠温度变化的萃取分离法(等压法等压法)经加热、升温使气体经加热、升温使气体和溶质分离，从分离器下部取出萃取物，气体经冷却、压缩后和溶质分离，从分离器下部取出萃取物，气体经冷却、压缩后返回萃取器循环使用。返回萃取器循环使用。(3)用吸附剂进行的萃取分离法用吸附剂进行的萃取分离法(吸附法吸附法)在分离器中，经萃取在分离器中，经萃取出的溶质被吸附剂吸附，气体经压缩后返回萃取器循环使用。出的溶质被吸附剂吸附，气体经压缩后返回萃取器循环使用。超临界流体萃取的基本过程超临界流体萃取的基本过程第25页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取第26
30、页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取第27页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取 超临界流体萃取对生物产品的分离具有极大的诱惑力，其原因是它存在有许多特点。1超临界萃取同时具有液相萃取和精馏的特点。超临界萃取过程是由两种因素，即被分离物质挥发度之间的差异和它们分子间亲和力的大小不同，同时发生作用而产生相际分离效果的。2超临界流体萃取的独特的优点是它的萃取能力取决于流体的密度，而密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。3超临界流体萃取中的溶剂回收很简便，并能大大节省能源。被萃取物可通过等温减压或等压升温的办法与萃取剂分离，而萃取剂只需重新压缩便可循环使用。第28页/共39页罗立新：
31、溶剂提取罗立新：溶剂提取4超临界流体萃取工艺可以不在高温下操作，因此特别适合于热稳定性较差的物质。同时产品中无其他物质残留。5超临界流体萃取的操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂或添加夹带剂来控制以避免高压带来的影响。超临界流体萃取是一项具有特殊优势的分离技术并特别适用于提取或精制热敏性和易氧化的物质，如医药品和食品等。超临界流体萃取的主要缺点是由于高压带来的高昂设备投资和维护费用，所以目前应用面还不宽，但是对于高经济价值的产品以及精馏和液相萃取操作应用不妥的情况，还是应该考虑使用超临界流体萃取工艺。第29页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取(1)(1)可以在接近室温可以在接近室温(
32、35-40)(35-40)及及COCO2 2气体笼罩下进行提取，气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。(2)(2)使用使用SFESFE是最干净的提取方法是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶由于全过程不用有机溶剂剂,因此萃取物绝无残留溶媒因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染体的毒害和对环境的污染,是是100%100%的纯天然；的纯天然；(3)(3)萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的COCO2 2-SCF-SCF流经分流经分离器时，由于压力下降使得离
33、器时，由于压力下降使得COCO2 2与萃取物迅速成为两相与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本；节约成本；超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下突出的优点：第30页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取(4)(4)COCO2 2是一种不活泼的气体是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反萃取过程不发生化学反应应,且属于不燃性气体且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒，故安全无味、无臭、无毒，故安全性好；性好；(5)(5)COCO2 2价格便宜，纯度高，容易取得，且在生产过价格便宜，纯度高，容易取得，且在生
34、产过程中循环使用，从而降低成本；程中循环使用，从而降低成本；(6)(6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。压力固定，改变过改变温度或压力达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离，因此工艺简单易掌握，而且萃取速度快。取物分离，因此工艺简单易掌握，而且萃取速度快。第31页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取流体名称分子式临界压力(bar)临界温度()临界密度(g/cm3)二氧化碳CO272.931.20.433水H2O217.63
35、74.20.332氨NH3112.5132.40.235乙烷C2H648.132.20.203乙烯C2H449.79.20.218氧化二氮N2O71.736.50.450丙烷C3H841.996.60.217戊烷C5H1237.5196.60.232丁烷C4H1037.5135.00.228第32页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取物质状态密度(g/cm3)粘度(g/cm/s)扩散系数(cm2/s)气态(0.6-2)10-3(1-3)10-40.1-0.4液态0.6-1.6(0.2-3)10-2(0.2-2)10-5SCF0.2-0.9(1-9)10-4(2-7)10-4超临界流体的传
36、递特性气体、液体和超临界流体的传递特性气体、液体和SCF物理特征比较物理特征比较第33页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界流体萃取的应用第34页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界萃取技术的应用及前景展望：超临界萃取技术的应用及前景展望：v1 食品工业食品工业：植物动物油脂的提取及脱色等。：植物动物油脂的提取及脱色等。v2 医药、化妆品医药、化妆品：鱼油中的高级脂肪酸：鱼油中的高级脂肪酸(EPA、DHA等）的提取；等）的提取；药效成分药效成分(生物碱、甙等生物碱、甙等)的提取化妆品原料的提取化妆品原料(美肤效果剂、表美肤效果剂、表面活性剂等面活性剂等)的提取。的提取。
37、v3 化学工业：石油残渣油的脱沥；原油的回收、润滑油的再生；化学工业：石油残渣油的脱沥；原油的回收、润滑油的再生；烃的分离、煤液化油的提取；含有难分解物质的废液的处理；用烃的分离、煤液化油的提取；含有难分解物质的废液的处理；用超临界流体色谱仪进行分析和分离。超临界流体色谱仪进行分析和分离。v4 医药工业：医药工业：SFE-CO2技术在生物活性物质和天然药物提取中的技术在生物活性物质和天然药物提取中的应用，超临界流体技术在手性药物合成中的应用，超临界流体技应用，超临界流体技术在手性药物合成中的应用，超临界流体技术在药剂学中的应用，超临界流体技术在药物分析中的应用。术在药剂学中的应用，超临界流体技
38、术在药物分析中的应用。v目前，有关超临界流体目前，有关超临界流体 技术的基础理论研究正在加强，大规技术的基础理论研究正在加强，大规模的工业化还有一定的困难模的工业化还有一定的困难，但从这项技术的应用可以看出超临，但从这项技术的应用可以看出超临界萃取技术在未来具有极其广阔的发展前景。界萃取技术在未来具有极其广阔的发展前景。第35页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术超临界流体萃取仪超临界流体萃取仪 (1)超临界流体及提供系统超临界流体及提供系统 (2)萃取器萃取器 (3)阻力器阻力器 (4)样品收集器样品收集器超临界流体的操作超临界流体的操作方式方式 (1)动态法动态法 (2)静态法静态法 (3)循环萃取法循环萃取法第36页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取压缩机 萃取釜 制冷MVC-760L 二氧化碳循环泵 第37页/共39页Thank you for your attention!罗立新罗立新 第38页/共39页罗立新：溶剂提取罗立新：溶剂提取感谢您的观看。感谢您的观看。第39页/共39页