化工原理——超临界流体萃取技术

1、目录目录1、基本定义2、萃取的原理和影响因素3、常见的几种工艺流程4、技术应用及特点1、基本定义 超临界流体（SCF），是指物质的压力和温度同时超过某临界压力（Pc）和临界温度（Tc）时的流体，即TTc，PPc，具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行萃取、分离单体 （超临界流体不是液体，也不是通常状态下的气体，是一种特定状态的流体）超临界流体萃取（SFE），是利用流体在临界点附近所具有的特殊溶解性能而进行的一种化工分离过程。1、处于临界点状态的物质可实现从液态到气态的连续过渡，两相界面消失，汽化热为零。2、超过临界点的物质（ TTc ），不论

2、压力有多大，都不会使其液化，压力的变化只引起流体密度的变化。常见的几种超临界流体参数2、萃取的原理和影响因素超临界流体萃取分离技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度密切相关，通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变。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、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。该技术方法将传统的蒸馏和有机溶剂萃取结合一体，利用超临界流体优良的溶剂力，将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。影响萃取的因素原料颗粒度、产品收率、CO2消耗之间关系=压力 当温度恒定时，溶剂的溶解能力随着压力的增加而增加。=温度 当压力较高时，较高的温度可

3、获得较高的萃取速率。一方面是物质的蒸汽压随着温度的增加而增加，另一方面，传递速率随温度增加而增加。=物料颗粒度 颗粒过大，固体内传质控制，萃取速率慢。在这种情况下，提高压力对萃取速率影响不明显。颗粒过小，细小的颗粒形成紧密的固体床层，影响传质。=溶剂比 溶剂比大，溶剂循环量大；溶剂比小，萃取时间长。3.常见的几种工艺流程等温降压过程是应用最方便的一种流程。流体经升压后达到超临界状态，到达状态点1，流体经换热后进入萃取器与物料接触，溶解溶质，此过程压力保持不变，在状态点2。然后萃取物料通过减压进入分离器，到达状态点3，此时由于减压而使流体的溶解能力下降，溶质析出，减压后的流体经压缩后回到状态点1

4、，进行下一个循环。等温降压过程等压情况下，通过改变过程的温度也能实现溶质的萃取和分离。但温度对溶质溶解度的变化比较复杂，在转变压力以下，温度增加溶解能力下降；在转变压力以上，温度下降，溶解能力下降。等压变温过程在分离器内放置能吸附被萃取物的吸附剂，可实现等压、等温下的萃取和分离，此时压缩机只用于克服循环阻力。但由于涉及到吸附剂的再生，故此流程适用于被萃取物较少的去杂质过程。使用吸附剂的过程超临界流体中加入惰性气体，如CO2中加入氮气或氩气可降低其溶解能力，达到分离溶质。此过程为恒温、恒压，但牵涉到混合气体的分离回收。加入惰性气体的过程4、技术应用及特点 优点：1.萃取效率高，收率较高；提取时间

5、快,生产周期短；2.可以有选择地进行中药中多种物质的分离，从而可减少杂质，使中药有效成分高度富集，便于减小剂量和控制质量；3.操作温度低，能较完好地保存中药有效成分不被破坏，易发现新成分；4.以CO2流体为例，其具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量；5.工艺流程简单，操作方便，节省劳动力和大量有机溶剂，能耗低，无残留溶剂，减少三废污染；6.应用于分析或与GC、IR、MS、LC等联用成为一种高效的分析手段，将其用于中药质量分析，能客观地反映中药中有效成分的真实含量。局限性= 设备投资较高：高压装置和高压设备，投资费用高，安全要求亦高。= 操作费用高：超临界流体溶解度相对较低，故需要大量流体循环。= 超临界萃取过程，处理的原料以固体物系居多，需要经常进行