文档介绍：超临界流体萃取
第七章
摘要
本文综述了超临界流体萃取技术的基本原理、萃取剂的选择、工艺流程等,详细讨论了辅助溶剂的重要作用,指出超临界流体萃取技术的特点及存在的问题,介绍了这一新型分离技术在工业上的广泛应用,并对它的前景作了展望。

超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)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(SF),是处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,以流体形式存在的物质。通常有二氧化碳(CO2 )、氮气(N2 )、氧化二氮(N2 O)、乙烯(C2 H4)、三氟甲烷(CHF3 )等。
2、超临界流体的特性及其萃取的基本原理
超临界流体的含义
超临界流体(SCF)是指在临界温度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SCF。
常用超临界流体萃取剂的临界特性
SCF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:
其扩散系数比气体小,但比液体高一个数量级;
粘度接近气体;
密度类似液体;压力的细微变化可导致其密度的显著变动;
压力或温度的改变均可导致相变。
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质相近的超临界流体作为萃取剂。
超临界流体的选择性
用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件:
化学性质稳定,对设备没有腐蚀性,不与萃取物发生反应;
临界温度应接近常温或操作温度,不宜太高或太低;
操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度;
临界压力低,以节省动力费用;
对被萃取物的选择性高(容易得到纯产品);
纯度高,溶解性能好,以减少溶剂循还用量;
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。
超临界流体的选择原则
超临界流体萃取的基本原理
SFE利用SCF作为萃取溶剂,SCF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,使基体中的溶质扩散并分配到SCF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,SFE的萃取效率是由SCF的溶剂力、溶质的特性、溶质—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SCF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SCF中的能力与速度。
3、超临界流体萃取的工艺流程及操作特征