1、5.6 超临界流体萃取法,超临界流体萃取的基本原理,2 超临界流体萃取的基本过程,3 超临界流体萃取的特点,(Supercritical F1uid Extraction),4 超临界流体萃取的应用,2,超临界流体萃取的应用,医药工业,化学工业,食品工业,化妆品香料,中草药提取 酶，纤维素精制,金属离子萃取 烃类分离 共沸物分离 高分子化合物分离,植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取,天然香料萃取 化妆品原料提取精制,3,4,超临界二氧化碳萃取流程图,5,大型超临界流体萃取装置,利用超临界流体(Supercritical Fluid，SCF)，即温度和压力略超过或靠近临界温度(Tc)和临界压力
2、(pc)、介于气体和液体之间的流体，作为萃取剂，从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和纯化的目的。,作为一个分离过程，超临界流体萃取过程介于蒸馏和液液萃取过程之间,利用临界或超临界状态的流体，依靠被萃取的物质在不同的蒸气压力下所具有的不同化学亲和力和溶解能力进行分离、纯化的单元操作，即此过程同时利用了蒸馏和萃取现象蒸气压和相分离均在起作用。,1 超临界流体萃取的基本原理,萃取原理,在临界点附近，压力上升或温度下降则超临界流体的密度增加，从混合物中有选择地溶解某种组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。,通过调节压力或温度改变溶剂密度从而改变溶剂萃取能力。,CO2的pT图,
3、精馏操作,液相萃取和吸收,超临界萃取和色谱,吸附分离,11 纯溶剂的行为,临界点的概念可用临界温度和临界压力来解释，临界温度是指高于此温度时，无论加压多大也不能使气体液化；临界压力是指在临界温度下，液化气体所需的压力。,气体、液体和SCF物理特征比较,1.2 超临界流体的性质,超临界流体密度接近液体，溶解能力与液体相近；低黏度、高扩散系数易流动。,1.2.1 超临界流体条件下的溶解度,lnC=mln+b,m和b值与萃取剂及溶质的化学性质有关。选用的超临界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越大。,物质在超临界流体中的溶解度C与超临界流体的密度之间的关系可以用下式表示：,1.2.2 超临
4、界流体的选择性,提高溶剂选择性的基本原则是： 操作温度应和超临界流体的临界温度相接近； 超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相接近。,作为萃取溶剂的超临界流体必须具备以下条件: 1） 萃取剂需具有化学稳定性，对设备没有腐蚀性; 2） 临界温度不能太低或太高，最好在室温附近或 操作温度附近； 3） 操作温度应低于被萃取溶质的分解温度或变质温度； 4） 临界压力不能太高，可节约压缩动力费； 5） 选择性要好，容易得到高纯度制品; 6） 溶解度要高，可以减少溶剂的循环量； 7） 萃取溶剂要容易获取，价格要便宜。,19,1. 2. 3 夹带剂的使用,在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，
5、以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，添加的这类物质称为夹带剂。,2 超临界流体萃取的基本过程,(1)依靠压力变化的萃取分离法(等温法) (2)依靠温度变化的萃取分离法(等压法) (3)用吸附剂进行的萃取分离法(吸附法),21,超临界CO2流体萃取的三种基本流程（a）等温法 T1T2 p1p2 1萃取釜；2减压阀；3分离釜；4压缩机 （b）等压法 T1T2 p1p2 1萃取釜；2加热器；3分离釜；4高压泵；5冷却器 （c）吸附法 T1T2 p1p2 1萃取釜；2吸附剂；3分离釜；4高压泵,1) 超临界萃取同时具有液相萃取和精馏 的特点。2) 超临界流体萃取的独特的优点是它的萃取能力取决于流体的
6、密度，而密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。3) 超临界流体萃取中的溶剂回收很简便，并能大大节省能源。,3 超临界流体萃取特点,4) 超临界流体萃取工艺可以不在高温下操作，因此特别适合于热稳定性较差的物质。同时产品中无其他物质残留。5) 超临界流体萃取的操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂或添加夹带剂来控制以避免高压带来的影响。超临界流体萃取的主要缺点是由于高压带来的高昂设备投资和维护费用，所以目前应用面不宽。,4超临界流体萃取的应用,医药工业,化学工业,食品工业,化妆品香料,中草药提取 酶，纤维素精制,金属离子萃取 烃类分离 共沸物分离 高分子化合物分离,植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取,天然香料萃取 化妆品原料提取精制,25,固体物料超临界CO2萃取工业化流程,26,超临界CO2萃取与精馏塔联用示意图,27,液相物料连续逆流萃取塔,该装置有效用于超临界CO2萃取和精馏分离过程，达到进一步分离、纯化的目的。,28,超临界流体萃取技术最早大规模的工业化应用的是天然咖啡豆的脱咖啡因。,用SF-CO2法从咖啡豆中脱出咖啡因工艺流程,29,SC-CO2萃取啤酒花的生产装置流程示意图,30,思考题,
