超临界流体萃取优秀课件

➢ 总之，超临界流体不仅具有液体的溶解能 力，也具有气体的扩散和传质能力
超临界流体萃取
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
超临界流体萃取是利用超临界流体作 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。
超临界流体萃取技术原理
➢ 超临界萃取技术是利用流体在超临界区内，待分离 混合物中的溶质在温度和压力的微小变化时，其溶 解度会在相当大的范围内变动，从而达到分离提纯 目的。在较高的压力下，让溶质充分溶解于超临界 流体中，然后使超临界溶液的压力降低，溶解于超 临界流体中的溶质会因超临界流体的密度下降，溶 解度降低而析出，从而使混合物分离和提纯。
6. 夹带剂(提携剂)
超临界CO2流体对亲脂类物质的溶解度较大， 对较大极性的物质溶解较小，限制了其对极性较 大溶质的应用。可在SCF中加入极性溶剂（如乙 醇等）以改变溶剂的极性，拓宽其适用范围。如 丹参中的丹参酮难溶于CO2流体，在CO2中添加一 定量乙醇可大大增加其溶解度。
夹带剂的作用：
① 增加目标组分在CO2中的溶解度 ② 增加溶质在CO2中的溶解度对温度、压力的 敏感性，有可能单独 通过降温来解析 ③ 提高溶质的选择性 ④ 可改变CO2的临界参数
提携剂的种类及用量
提携剂一般选用挥发度介于超临 界溶剂和被萃取溶质之间的溶剂
中草药：乙醇、水、丙酮、EtOAc
提携剂的用量是相对于CO2流量而 言，太多或太少都不好
一般用量：1%~5%（质量）
常见临界流体萃取辅助剂
被萃取物 咖啡因 单甘酯 亚麻酸
青霉素G钾盐 乙醇 豆油
菜子油 棕榈油 EPA ,DHA
萃取压力的设置
对于碳氢化合物、酯等弱极性物质， 萃取压力一般为7～10MPa；对于含 -OH，-COOH强极性基因的物质，萃 取压力一般20MPa；对于强极性的配 糖体以及氨基酸类物质，萃取压力要求 50MPa以上。

超临界流体是指处于临界温度T c和临界压力批p c以上的流体。

在临界点上，流体具有与气体相当的高扩散系数和低粘度，又具有与液体相近的密度和良好的溶解能力。

其溶解度的对数在一定范围内与流体密度的对数成线性关系，故可以通过控制T，p，改变其密度，从而改变物质的溶解度，进行选择性萃取。

常见的超临界流体有CO2，NH3，C2H4，C3H8，H2O等，而因CO2的临界温度为304K，临界压力为7.4MPa，萃取条件较为温和，其化学性质稳定，萃取后可以回收，不会造成溶剂残留，被称为"绿色溶剂"，成为目前使用得最广泛的超临界流体。

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• 夹带剂 在溶质和超临界CO2流体的二元体系
中加入少量的辅助溶剂（夹带剂、助溶 剂），对溶质的溶解度、溶质选择性等有 奇特的效果。决定物质溶解度的主要因素 是溶质与溶剂分子间的作用力。故应根据 萃取物的特性选择适当的辅助溶剂，以提 高萃取效率。
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压缩机
萃取釜
制冷MVC-760L
4
-4
0.7×10-3 0.2×10-3
液体
15～30℃
0.6~1.6 (0.2~3)×10
-2
(0.2~3)×10
-5
很强的溶剂化能力，良好的传质性能，溶解性能随压力变化
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超临界流体的主要特性
1 密度类似液体，因而溶剂化能力很强，压力和温度 微小变化可导致其密度显著变化
2 粘度接近于气体,具有很强传递性能和运动速度 3 扩散系数比气体小，但比液体高一到两个数量级； 4 压力和温度的变化均可改变相变
一、超临界流体的定义 二、超临界流体的原理和工艺流程 三、超临界流体萃取的应用 四、超临界流体萃取的发展和研究
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✓ 一继、固超态临、界液流体态的和定气义态发现以后，人们又发现了可称为物质第四 状态的超临界态。
✓ 在较低温度下，不断增加气体的压力时，气体会转化成液体， 当温度增高时，液体的体积增大，对于某一特定的物质而言总 存在一个临界温度（TC）和临界压力（Pc），高于临界温度 和临界压力后，物质不会成为液体或气体，这一点就是临界点。 再临界点以上的范围内，物质状态处于气体和液体之间，这个 范围之内的流体成为超临界流体（SF）。
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超临界流体萃取技术在医药工业中的应用
✓ 药物的干燥、造粒和制作缓释药丸等 ✓ 中草药有效成分的提取

② CO2的临界压力(7.38MPa)属中压范围,在现有的 技术水平下,比较容易实现工业化。
③ CO2具有无毒、无味、无溶剂残留、不燃烧、 不腐蚀、价廉易得且易于精制和回收等优点，
并具有抗氧化灭菌作用，这对保证和提高天然
产品的质量是极其有利的
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⑵ 溶质在超临界CO2中的溶解性能 许多非极性和弱极性溶质均能溶于超临界CO2 如碳原子数小于12的正烷烃、小于10的正构烯烃、小于
算溶质在超临界流体中的逸度系数,从而计算出超临界
流体中的溶解度。求得yi。 ⑵膨胀液体模型
将超临界流体视为“膨胀液体”,利用各种液体理论，计
算溶质在超临界流体中的活度系数,从而计算出超临界
流体中的溶解度。
⑶实验关联法
利用实验数据关联出一定适用条件的方程。
⑷计算机模型
从分子水平根据分子间相互作用势能函数模型，以统
力附近，压力的微小变化会引起密度的急剧改变而密度 的增加将引起溶解度的提高。 对于不同的物质，其萃取压力有很大的不同。 例如，对于碳氢化合物和酯等弱极性物质，萃取可在较低 压 力 下 进 行 ， 一 般 压 力 为 7 ～ 10MPa ； 对 于 含 有 — OH ， —C00H 基 这 类 强 极 性 基 团 的 物 质 以 及 苯 环 直 接 与—OH，—C00H基团相连的物质，萃取压力要求高一 些，而对于强极性的配糖体以及氨基酸类物质，萃取压 力一般要求50MPa以上。
但萃取器内的CO2流速加快，CO2被萃取物接触时间减 少，CO2流体中溶质的含量降低，当流量增加超过一 定限度时，CO2中溶质的含量还会急剧下降。
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⑷ 夹带剂的选择
超临界流体萃取的溶剂大多数是非极性或弱极性， 对亲脂类物质的溶解度较大，对较大极性的物质 溶解较小。