FL09 05萃取2幻灯片.ppt

一、什么是超临界 任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。 1、超临界流体 ( Supercritical fluid，SCF ) 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。 如二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水等。处于超临界状态时，气液两相性质非常相近，以至无法分别，所以称之为SCF。 2、超临界溶剂 超临界溶剂包括CO2、NO2、SO2、N2、低链烃等，而CO2是最常用的超临界萃取介质。 这是因为它的临界温度（31.1℃）接近室温，临界压力（7.38MPa）较低，萃取可以在接近室温下进行，对热敏性食品原料，生理活性物质，酶及蛋白质等无破坏作用，同时又安全，无毒，无臭，因而广泛应用于食品、医药、化妆品等领域中。 3、超临界流体的性质 超临界流体具有气体和液体的双重特性。SCF的密度和液体相近，粘度与气体相近，但扩散系数约比液体大100倍。由于溶解过程包含分子间的相互作用和扩散作用，因而SCF对许多物质有很强的溶解能力。 图 从图中我们可以知道，临界点附近，压力或温度很小的变化，都会造成密度在幅度的变化。 超临界CO2相图说明 图中气液相平衡线的终点C所对应的温度和压力分别为临界温度TC和临界压力PC。温度和压力高于TC和PC的状态(图阴影部分)为超临界状态。超临界状态既不属于液态也不属于气态，它同时兼有液态和气态的优点：既能象气体一样容易扩散，又能象液体一样有很强的溶解能力。在超临界附近，压力的微小变化既可导致密度的巨大变化。 超临界CO2相图说明 由于粘度、比热、介电常数、溶解能力都与密度有关，因此超临界状态下的CO2可通过调节压力来控制流体的物理和化学性质。此外，由于CO2没有偶极矩，内聚能密度低，即使压力达到20MPa以上，大多数聚合物仍不溶于CO2中，但氟代聚合物，聚硅氧烷及低分子量的齐聚物比较容易溶于CO2。利用CO2的这一特性，在高分子的化学合成中，以CO2作为介质，可以进行许多种类型的高分子化学反应。 5、超临界流体萃取技术 超临界流体萃取技术（Supercritical Fluid Extraction）是以超临状态下的流体作为溶剂，利用该状态下流体所具有的高渗透能力和高溶解能力萃取分离混合物的过程。 超临界流体的溶解能力随体系参数（温度和压力）而发生连续性变化，因而通过改变操作条件（稍微提高温度或降低压力）便可方便地调节组分的溶解度和萃取的选择性。 6、SCF-CO2的特点 CO2临界温度为31.1℃，临界压力为7.4MPa，临界条件容易达到；化学性质不活波，无色无味无毒，安全性好；价格便宜，纯度高，容易获得。因此，CO2特别适合天然产物有效成分的提取。对于天然物料的萃取，其产品真正称得上是100%纯天然的“绿色产品”。 特点 (1)萃取能力强，提取率高。 用超临界CO2萃取，在最佳工艺条件下，能将要提取的成分几乎完全提取，从而大大提高产品收率和资源的利用率。 (2)可以在低温下提取 超临界CO2临界温度低（35-40℃），操作温度低，能较完好地保存有效成分不被破坏，不发生次生化。因此，特别适合那些对热敏感性强、容易氧化分解破坏的成分的提取。 特点 (3)完全没有残留有机溶剂 全过程不使用有机溶剂，所以产品是纯天然的。 (4)控制工艺参数可以分离得到不同的产物 可用来萃取多种产品，特别有利于从天然植物、动物体中提取纯天然产品以及中草药的提取等。 特点 (5)提取时间快、生产周期短 超临界CO2提取（动态）循环一开始，分离便开 始进行。一般提取10分钟便有成分分离析出，2-4小时左右便可完全提取。同时，它不需浓缩步骤，即使加入夹带剂，也可通过分离功能除去或只是简单浓缩。 (6)超临界CO2提取，操作参数容易控制，因此，有效成分及产品质量稳定。 特点 (7)超临界CO2还具有抗氧化、灭菌作用，有利于保证和提高产品质量。 (8)萃取和分离一体化 工艺非常简单。易于采用计算机监控，保证安全，实现车间无人值守。 特点 (9)产品容易通过GMP认证 在密闭的高压系统中进行，一切细菌都被杀灭，产品直接从分离器带压排出到包装容器，很容易通过GMP认证。 (10)能耗少 热水、冷水全都是闭路循环，无 废水、废渣排放。CO2也是闭路循环，仅在排料时带出少许，不会污染环境。节省劳动力和大量有机溶剂，减小三废污染 。运行费用非常低。 二、超临界流体萃取的基本原理 利用什么？？？ 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