【正文】 第二， 具有高度選擇性 , 可分離高沸點(diǎn)混合物 ( 難揮發(fā)物 ) , 形成一個(gè)加料 SC 相 . 由于可在低溫下操作 , 所以 , 此技術(shù)適合于分離熱不穩(wěn)定物質(zhì)。并且 SFE 集萃取與回收溶劑為一體 , 當(dāng)飽含溶解物的 SCF 流經(jīng)分離器時(shí) ,由于壓力降低 , 使得萃取劑與萃取物迅速成為兩相 ( 氣 液分離 ) 而立即分開 , 不需進(jìn)行溶劑回收和萃取物濃縮 , 全過程與用有機(jī)溶劑的常規(guī)方法相比 , 不僅效率高且耗能少。隨著壓力增加 ,則萃取組成范圍擴(kuò)大 , 高壓下萃取組成可接近二氯甲烷的萃取組成。 圖 4( e) 表示用超臨界 CO2進(jìn)行萃取 , 溫度一定時(shí) ,萃取組成隨萃取壓力而變化。二氯甲烷是溶解能力很強(qiáng)的萃取劑。用乙醇 水溶劑萃取 , 相應(yīng)的萃取組成見圖 4(d) 左側(cè)陰影部分。 (a) 一種天然極性物質(zhì)的典型構(gòu)成 11 圖 4 采用各種溶劑萃取天然物質(zhì)的比較圖 在水蒸氣蒸餾法中 , 嚴(yán)格按物質(zhì)的揮發(fā)度來提取組分。為此 , 可將超臨界 CO2萃取與傳統(tǒng)的溶劑萃取和蒸氣蒸餾進(jìn)行比較。對(duì)于一定的溶劑 , 這些組成包括易溶的、不易溶的甚至不溶的。 因此 , 可根據(jù)萃取目的 , 調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膲毫?( 或溫度 ) 進(jìn)行選擇性萃取。據(jù)此選擇萃取條件 , 在不同壓力下 , 萃取物的范圍不同 , 低壓下可萃取低分子精油成分。溶劑萃取法在溶劑回收時(shí) , 產(chǎn)品損耗和溶劑殘留、污染等問題都不可避免。 10 3 超臨界萃取的特點(diǎn) 超臨界流體 ( SCF) 萃取 , 例如 SCFCO2 ( 超臨界二氧化碳 ) 與常規(guī)分離法 ( 水蒸氣蒸餾、蒸餾、溶劑萃取法 ) 相比獨(dú)具特色。 圖 3 一些超臨界流體的臨界性質(zhì) 影響萃取的因素 影響超臨界萃取過程的因素有很多，如萃取壓力、溫度、超臨界流體的極性、超臨界流體的流量、物料顆粒大小以及是否加入夾帶劑等。 第七，同系物中溶解度隨分子量的增加而降低。 9 第五，極性基團(tuán)（如羧基，羥基、氨）的增加通常會(huì)降低有機(jī)物的溶解性。 第四，分子量很低的極性有機(jī)物（如羧酸）是可溶的。 第二，中、低分子量的鹵化碳、醛、酮、酯、醇、醚非常易溶。 超臨界流體的萃取選擇性 超臨界流體應(yīng)具有良好的選擇性，根據(jù)相似相溶原理，如果超臨界流體與萃取物質(zhì)的化學(xué) 性質(zhì)越相似，溶解能力就越大 ,圖 3給出了一些超臨界萃取劑的臨界參數(shù)。 超臨界流體的溶解性 超臨界流體的溶解度與密度有很大關(guān)系，在臨界點(diǎn)附近，壓力、溫度的微小變化會(huì)引起流體密度的大幅度變化，從而影響其溶解能力。 有較低的臨界溫度和臨界壓力 CO2的臨界溫度為 ，臨界壓力為 ， CO2的臨界條件比水更容易達(dá)到，因此該技術(shù)對(duì)設(shè)備要求較低，投資較小，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則自動(dòng)完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，并將萃取分離的 2個(gè)過程合為一體。 圖 2 CO2壓力 溫度 密度關(guān)系 圖 超臨界流體萃取分離的原理 超臨界流體萃取分離過程是利用其溶解能力與密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對(duì)超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。 表 1 氣體、超臨界流體、液體性質(zhì)的對(duì)照 7 在臨界點(diǎn)附近，流體的性質(zhì)有突變性和可調(diào)性，即壓力和溫度的微小變化會(huì)顯著地影響流體的性質(zhì)（ 如密度、擴(kuò)散系數(shù)等）。另外，超臨界流體具有零表面張力，很容易滲透擴(kuò)散到被萃取物的微孔內(nèi)。表 1比較了超臨界流體和氣體及液體的密度、黏度和擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)一種流體，其溫度和壓力均超過相應(yīng)的臨界點(diǎn)值時(shí)，稱該狀態(tài)下的流體為超臨界流體（ Supercritical Fluid Extractio, SFE），見圖 1的陰影部分。我們把這個(gè)溫度稱為臨界溫 度 TC。 6 2 超臨界流體萃取的基本原理 超臨界流體（ SCF）的特性 任何一種純物質(zhì)都存在氣、液、固 3相平衡共存的 3相點(diǎn)，見圖 1。我國在超臨界流體萃取技術(shù)方面的研究起步比較晚，在 20世紀(jì) 80年代初才被引進(jìn)我國，在醫(yī)藥、食品和化工領(lǐng)域有較快的發(fā)展，尤其在生物資源活性有效成分的提取研究方面比較廣泛，但在設(shè)備的研究等方面卻相對(duì) 落后。早期人們主要是對(duì)超臨界流體的相行為變化和性質(zhì)進(jìn)行研究，其萃取技術(shù)主要是應(yīng)用于化工、石油等工業(yè)領(lǐng)域，由于超臨界二氧化碳無毒害、殘留少、價(jià)格低廉又可在常溫下操作，因此在 20世紀(jì) 60年代末到 80年代初，超臨界二氧化碳流體在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域也引起了 人們的注意，例如，利用超臨界流體萃取咖啡中的咖啡因、啤酒花的萃取、動(dòng)植物油的萃取及對(duì)食品中香料的萃取。它不僅適用于提取和分離難揮發(fā)和熱敏性物 質(zhì)，而且對(duì)進(jìn)一步開發(fā)利用能源，保護(hù)環(huán)境，以及食品、醫(yī)藥品原料中菌體的處理等都具有重要意義。 SCF 兼具氣、液兩重特性，即密度接近液體，而粘度和擴(kuò)散系數(shù)又與氣體相似，因而它具有與液體相當(dāng)?shù)妮腿∧芰团c氣體相當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)性能。處于臨界點(diǎn)附近的流體，其溫度和壓力的微小變化都能導(dǎo)致其密度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)等性質(zhì)的顯著變化。某些高附加值產(chǎn)品如高檔天然香料、色素和風(fēng)味物質(zhì)等已推向市場(chǎng)。國內(nèi)的研究自 20世紀(jì) 80年代末開始就有了較大的發(fā)展 , 該技術(shù)在中藥有效成分的萃取、酶的失活、天然香料香精和色素的提取、多不飽和脂肪酸的提取、抗生素藥劑中 殘留有機(jī)溶劑的脫除質(zhì)等方面的研究和應(yīng)用都取得了長足進(jìn)步。application 目錄 前 言 ........................................................................................................................................ 4 1 超臨界流體萃取技術(shù)的發(fā)展史 .......................................................................................... 5 3 2 超臨界流體萃取的基本原理 .............................................................................................. 6 超臨界流體（ SCF）的特性 ...................