文档介绍：超临界CO2流体萃取技术的应用及展望

摘要:近年来,超临界流体(Supercritical Fluid,SF或SCF )技术的发展已引起了学术界与工业界的极大关注。本文简述了超临界二氧化碳流体萃取的原理、特点、基本技术。描述了超临界二氧化碳萃取在食品、医药以及化妆品行业的应用,并对该技术的发展进行了展望。
关键词:超临界CO2流体萃取;性质;应用;展望
Abstract:In recent years, the development of supercritical fluid technology has attracted much attention of academia and paper briefly describes the principle, features, basic technology of supercritical carbon dioxide fluid extraction, and describes the applications and the development of supercritical carbon dioxide fluid extraction in food, pharmaceutical and cosmetics industries.
Keywords:supercritical carbon dioxide fluid extraction, character,
Applications, development
1前言
超临界流体是指处于临界温度和临界压力以上的流体。在临界温度和临界压力以上,无论压力多高,流体都不能液化,但流体的密度随压力增高而增加[1]。超临界萃取(简称SFE)是一种正处于开发阶段的化工分离过程。它是利用超临界条件下的液体作为萃取剂,从液体或者固体中萃取出特定成分,以达到某种分离目的的技术[2]。超临界流体萃取又称为气体萃取或稠密气体萃取,因为在实际应用中,作为溶剂的气体必须处于高压或者高密度下,已具有足够大的萃取能力。作为一个分离过程,超临界流体萃取介于精馏和液体萃取之间
[3]。
超临界流体具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力,同时兼具低黏度,低表面张力的特性。,尤其是溶解能力可随温度,压力和极性而变化。超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,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。当物质处于超临界状态时,成为性质介于液体和气体之间的单一相态,具有和液体相近的密度,黏度虽高于气体但明显低于液体,扩散系数为液体的10~100倍,因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力,能够将物料中某些成分提取出来。
在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小,沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。同时超临界流体的密度,极性和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加,利用预定程序的升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压,升降温的方法使超临界流体变成普通气体或液体,被萃取物质则自动完全析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取与分离两过程合为一体,这就是超临界流体萃取分离的基本原理。
2超临界CO2的简介
自1879年Hannay和Hogarth[4]发现固体可以溶解在超临界流体中以来,物质在超临界流体中溶解现象成为了学术界的研究热点。近十多年来,超临界
CO2 的溶解性质广泛用作萃取分离、化学反应的介质,也可利用它对高分子具有溶解、溶胀和渗透能力等来改性聚合物和制备新型功能材料。

二氧化碳在温度高于临界温度Tc=℃,压力高于临界压力Pc=,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力。用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,。
首先,超临界二氧化碳流体的密度受到温度和压力的影响。这种影响主要表现在:在临界点附近,压力或温度较小的变化都会引起其密度发生较大的变化。
其次,超临界二氧化碳流体的传质性。这与其黏度、热导率和扩散系数有一定的关系。而这三个数值与其在液体和气体状态下的有一定的差别。这些差别是其在化工分离中应用的理论基础。一般认为,溶质在溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正向关系。超临界流体的密度接近于液体,这使得它具有像液体一样溶解其他物质的能力,同时其粘度又接近于气体