超临界萃取技术在生物工业中的应用进展
摘要：超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术，综述了超临界流体萃取技术的基本原理、特点、超临界流体技术的优越性、应用情况及发展前景。
关键词：超临界流体；萃取技术；CO2超临界流体；应用
1 超临界流体萃取技术
任何一种纯物质都存在气 ——液——固3相平衡共存的3相点。液体的饱和蒸汽压随温度的升高而增大，但试验证明，每种液体都存在一个特殊的温度，在该温度以上，无论压力有多大，都不可能使气体液化。我们把这个温度称为临界温度T，对应的饱和蒸汽压称为临界压力P。当一种流体，其温度和压力均超过相应的临界点值时，称该状态下的流体为超临界流体( Supercritical Fluid，简称SCF)，它具有气体和液体的双重性质，具有一般液体溶剂所没有的明显优点。超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction，简称SFE ) 则是以超临界状态下的流体为溶剂，利用其高渗透和高溶解能力来提取分离混合物的过程。
1.1超临界萃取原理
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，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，超临界流体萃取技术能在不改变化学组成的条件下，利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，使物质溶解度发生几个数量级的突变性质来实现其对某些组分的提取和分离。通过改变压力或温度来改变超临界流体的性质，达到选择性地提取各种类型的化合物的目的。在超临界状态下，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、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体再经压缩后返回萃取器进行循环利用，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的2个过程合为一体。
1.2超临界流体萃取主要特点
超临界流体萃取技术作为近30 年来发展起来的一种新兴技术，与一般液体萃取技术相比，其萃取速率和范围更为理想。萃取过程是通过温度(T)和压力(P)的调节来控制与溶质的亲和性而实现分离的。超临界流体萃取的特点主要有 ：(1)操作温度低，特别适合那些热稳定性较差、易氧化分解、化学性质不稳定的物质分离，能够使萃取物的有效成分保留下来，不被损坏；(2)超临界流体萃取技术在高压、密闭、惰性环境中，能最大程度地提取物质的有效成分；(3) 超临界流体萃取技术具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或黏稠的原料中快速提取出有效成分；(4)降低超临界流体的密度，容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回收溶剂无相变过程，能耗低；(5)超临界流体萃取技术工艺简单，萃取效率高，过程易调节，具有广泛的适应性，环境友好；(6) 超临界流体萃取技术中的萃取剂可选择，兼有萃取和蒸馏的双重功效，可用于有机物的分离、 精制。但是超临界流体萃取技术也存在缺陷：高压下操作，设备投资大，选择性不够高
超临界流体萃取的工作原理及应用
高等生化分离技术 112300003 林兵
一、超临界流体萃取的概念
超临界流体(SCF)是指状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点—临界点后的流体。超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，无相之境。超临界流体萃取(SFE)是将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术，兼有蒸馏和液液萃取的特征。
二、超临界流体萃取的理论原理
1.任何一种物质都存在三种相态:气相、液相、固相。
2.液、气两相成平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力分别称为临界温度Tc和临界压力Pc。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。
3.物质的临界状态是指其气态与液态共存的一种边缘状态。在此状态中，液体的密度与其饱和蒸汽的密度相同，因此界面消失。利用此原理诞生了超临界流体萃取技术。
三、超临界流体萃取的技术原理(CO2为例)
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。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。
超临界CO2是指处于临界温度与临界压力（称为临界点）以上状态的一种可压缩的高密度流体，是通常所说的气、液、固三态以外的第四态，其分子间力很小，类似于气体，而密度却很大，接近于液体，因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质，同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性，比普通液体溶剂传质速率高，并且扩散系数介于液体和气体之间，具有较好的渗透性，而且没有相际效应，因此有助于提高萃取效率，并可以大幅度节能。
第２４卷第６期 ２０１０年ｌ１月 山东理工大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．６ ＮＯＶ．２０１０
文章编号：１６７２—６１９７（２０１０）０６—０００１—０５
超临界ＣＯ２萃取分离生物油
崔洪友 ，王景华 ，魏书芹 ，马成亮 ，禚淑萍 ，王丽红 ，李志合 ，易维明
（１．山东理工大学化工学院，山东淄博２５５０４９； ２．山东理工大学山东省清洁能源工程技术中心，山东淄博２５５０４９）
摘 要：考察了超临界Ｃ０ 萃取前后玉米秸杆快速热裂解生物油的分离提质效果，并对提质后生 物油的品质进行了初步评价．醛类、酮类、酚类等弱极性化合物可被ｓｃＣＯ。选择性的萃取，而酸类和
水则主要残留于萃余相中；提质后生物油中ＧＣ—ＭＳ可识别的物质种类由１７种提高到８０种，这 表明利用超临界萃取与ＧＣ—ＭＳ分析相结合，可显著地提高生物油的定性和半定量分析的准确
性．提质后生物油由不透明的黑褐色变为浅黄色透明的液体，且具有较高的耐热稳定性，含水率降
至原来的五分之一，热值提高了将近ｌ倍，ｐＨ值也从２．１提高到了４．１．确定的适宜萃取工艺条件 为５５℃和３０．０ ＭＰａ．
关键词：生物油；超临界；萃取
中图分类号：ＴＱ３５１．３６ ４ 文献标识码：Ａ
Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃ０２ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏ－ｏｉｌ
ＣＵＩ Ｈｏｎｇ—ｙｏｕ ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇ—ｈｕａ ，ＷＥＩ Ｓｈｕ—ｑｉｎ ，ＭＡ Ｃｈｅｎｇ—ｌｉａｎｇ ，
ＺＨＵＯ Ｓｈｕ—ｐｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｌｉ—ｈｏｎｇ ，ＬＩ Ｚｈｉ—ｈｅ ，ＹＩ Ｗｅｉ—ｍｉｎｇ。 （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ ２５５０４９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｃｌｅａｎ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ ２５５０４９，Ｃｈｉｎａ）
超临界二氧化碳萃取原理
超临界二氧化碳萃取是一种利用超临界态的二氧化碳作为溶剂对原料进行萃取的方法。超临界态指的是高于临界温度和临界压力的状态，在此状态下，二氧化碳既具备了气态的高扩散性和低粘度，又具备了液态的高密度和溶解能力。
超临界二氧化碳在萃取过程中呈现出较低的表面张力和高度扩散性，因此可以高效地提取目标物质。萃取过程需要将原料和超临界二氧化碳置于高温高压的条件下，使得原料中的目标物质溶解到超临界二氧化碳中。
超临界二氧化碳萃取的原理主要包括两个方面。首先是超临界二氧化碳的溶解能力。由于超临界二氧化碳的溶解度可通过调节温度、压力和浓度等参数来控制，因此可以实现对不同目标物质的选择性提取。其次是萃取后的分离。通过调节温度和压力，在超临界二氧化碳中溶解的目标物质可以通过改变条件使其转变为气态或液态，从而实现目标物质的分离和回收。
超临界二氧化碳萃取具有许多优点。首先，超临界二氧化碳是一种环保、无毒的溶剂，不会对环境造成污染。其次，超临界二氧化碳可以对目标物质进行有效的选择性提取，不会引入其他杂质。此外，超临界二氧化碳萃取具有操作简单、工艺条件温和等特点，适用于对热敏感物质的提取。
总之，超临界二氧化碳萃取利用超临界态的二氧化碳作为溶剂，通过调节温度和压力等参数实现对目标物质的高效提取和分离。该方法具有环保、高效、选择性好等优点，在广泛的领域中得到了广泛应用。
