超临界萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用
摘要：超临界流体萃取技术作为一种环境友好、高效新型的分离技术，因其分离效率高、能耗低等诸多优点而受到人们越来越多的关注。本文对超临界萃取技术的基本原理及特点作了简要介绍，并对超临界流体萃取技术在天然香料、天然色素的提取、油脂的提取分离、食品中有害成分的分离等方面的应用进行了综述。关键词：超临界萃取；食品工业；应用
Supercritical Fluid Extraction Technology and its Application in
Food Industry
Abstract: Supercritical fluid extraction (SFE) technology as a clean, efficient separation method, it has attract attention of more and more people because of its feature that the advantages of higher separation efficiency and lower energy consumption. The basic principle, features and impact factors of Supercritical fluid extraction technology were briefly described in this article. And the applications of SFE in natural spices and pigment, oil extraction and separation, separation of the harmful ingredients in food were also introduced.
Keywords: Supercritical fluid extraction technology; Food industry; Application
超临界萃取技术(SCFE，Supercritical Fluid Extraction)，是利用超临界流体的特殊性进行萃取的一种新型高效分离技术，于20世纪70年代开始成功应用于工业中，在食品加工业、精细化工业、医药工业、环境领域等，超临界萃取技术作为一种独特、高效、清洁的新型萃取手段，已显示出良好的应用前景，成为替代传统化学萃取方法的首选。目前，在研究超临界萃取技术的基础理论、萃取设备和工业应用等方面，世界各国都取得明显进展。在食品、医药及化工领域发展迅速，特别在提取生物资源的活性有效成分方面取得了很大发展，在多个行业成为研究的新热点[1,2]。
1超临界萃取技术的概念
1.1超临界萃取技术的基本原理及流程
超临界流体萃取分离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，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来[3,4]。
超临界流体没有明显的气液分界面，既不是气体，也不是液体，是一种气液不分的状态，性质介于气体和液体之间，具有优异的溶剂性质，粘度低，密度大，有较好的流动、传质、传热和溶解性能。流体处于超临界状态时，其密度接近于液体密度，并且随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化，而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。超临界流体萃取正是利用这种性质，在较高压力下，将溶质溶解于流体中，然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度，使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出，从而实现特定溶质的萃取[5-8]，超临界萃取技术的工艺流程见图1。
图1.超临界萃取技术的工艺流程
1.2超临界萃取技术的特点
操作温度低能较完好地保存萃取物的有效成分，不产生次生化，可在接近常温下完成萃取，热敏性食品以及食品的风味不会发生变化；特别适用于热敏感性强、易氧化分解、易被破坏成分物质的提取和分离。
具有选择性萃取分离天然物质精华时在高压、密闭、惰性环境中具有选择性，在最适工艺条件下萃取率可接近100%，大大提升产品的收率和资源利用率。
萃取工艺较简单、高效且无污染萃取时，原料和超临界流体共同放入萃取釜，原料中的组分被选择性地溶解在超临界流体中，随后溶有萃取物的超临界流体再经过恒温降压或恒压升温过程后进入分离釜，萃取物与超临界流体在分离釜内发生分离，分离后的超临界流体经过精制可循环再用。
2超临界萃取技术萃取剂的选取
萃取剂的选取原则为化学性质和待分离物质的化学性质相近（相似相溶原理）；超临界流体的临界温度和操作温度相近。萃取剂应具备以下条件：化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反应；临界温度应接近常温或操作温度，不宜太高或太低；操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；临界压力低，以节省动力费用；对被萃取物的选择性高，容易得到纯产品；纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循环用量；货源充足，价格便宜，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无毒的气体。
到目前为止，已研究过作萃取剂使用的流体主要有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、二氧化碳等。目前应用最广范的SCF溶剂是CO2。CO2作为萃取剂具备以下优点：临界温度低（31.1℃），易实现，近常温对食物无破坏；压力为7.4MPa，容易达到；化学性质稳定不燃烧，不爆炸，无腐蚀性；无色、无毒，对于食品和医药行业无污染；具有防氧化和抑制好气性微生物活动的作用，因此在食品分离的过程中不易腐败，对分离过程有利；CO2容易得到纯产品来源方便，价格便宜。3超临界萃取技术在食品工业中的应用
超临界CO2流体萃取技术虽然在食品工业中仅有30年左右的应用历史，但其发展非常迅速。在日本，通过超临界CO2流体萃取技术对特种油脂已实现工业化生产。在欧美国家，这项技术在食品工业这方面也得到了广泛的应用。而现在，我国超临界CO2流体萃取技术已经逐步从研究阶段走向工业化阶段。且该技术主要应用在食品风味与油类物质的提取、食品脱色除臭及灭菌防腐等，如啤酒花、卵磷脂、辣椒红色素的提取以及咖啡碱的脱除等[9-12]。
3.1油脂的提取分离
用超临界CO2萃取油脂，回收率高，并可调节萃取条件，对不饱和脂肪酸等成分实现选择性分离。何保江等[13]优化了超临界流体萃取方法提取葡萄籽油的工艺。研究表明：压力为40MPa，温度为40℃，静态萃取时间为120min，动态萃取时间为10min时葡萄籽油的萃取率到达12.31%，比起传统的索氏提取法，提取温度低，无溶剂残留，而且提取率高。李跃金等[14]以大豆为原料，采用超临界CO2萃取法，得到超临界萃取工艺的最优条件：温度45℃、压力25MPa、颗粒度50目、萃取时间60min。大豆中油的萃取率可高达21.48%。李响等[15]应用超临界CO2萃取技术提取国产沉香木中的沉香精油，确定了超临界CO2萃
取沉香精油的最佳工艺条件为：浸泡时间83h，萃取压力28MPa，温度46℃，料液比1∶1.2，萃取时间2h，在此条件下沉香精油萃取率为1.89%。刘明石等[16]利用超临界CO2萃取技术对沉香叶中挥发油提取的最优工艺进行研究，正交试验结果表明，在萃取温度为30℃、萃取压力为18MPa、萃取时间为2h的条件下，挥发油萃取率1.296%为最高值。采用超临界CO2萃取沉香叶挥发油与传统的水蒸气法提取方法相比，萃取效率更高，分离效果更佳明显。
3.2啤酒花有效成分的提取
啤酒花中对酿酒有用的部分是挥发油和软树脂中的律草酮又称α-酸。挥发油赋予啤酒特有的香气，而α-酸在麦芽汁煮沸过程中将异构化为异α-酸，这是造成啤酒苦味的重要物质。用超临界二氧化碳萃取啤酒花，α-酸的萃取率可达95%以上。萃取物为黄绿色的带芳香味的膏状物。艾娜丝[17]等人研究了“青岛大花”啤酒花精油的最适工艺参数，以干制“青岛大花”啤酒花为原料，以萃取压力、萃取温度、萃取时间为实验因子，采用正交实验设计筛选最佳工艺参数。结果表明，3个实验因素对“青岛大花”啤酒花精油得油率的影响大小依次为:萃取压力>萃取温度>萃取时间，最适工艺参数为萃取压力4×107Pa，萃取温度50℃，萃取时间为2h，在此条件下，“青岛大花”啤酒花精油的得油率为5.3%。张侃[18]、黄亚东[19]等对啤酒花的超临界CO2萃取物的组分进行了分析，气相色谱图表明了超临界CO2和液态CO2萃取物的异同；并对超临界CO2萃取物进行酿酒试验，结果表明超临界CO2萃取物不仅增加啤酒香味，还能改善口味。
3.3天然香料的提取
在食品工业中，天然香料由于食用安全与香气纯正而受欢迎。在植物芳香成分的提取过程中，室温操作的超临界CO2萃取就成了传统的提取方法—水汽蒸馏法和有机溶剂萃取法的理想替代。黎乃维等[20]以云南迷迭香为原料，利用超临界CO2流体萃取装置提取迷迭香精油，实验结果表明萃取温度40℃、萃取压力20MPa、萃取时间120min、CO2流量25L/h为最优萃取条件。李跃金等[21]以超临界CO2萃取肉桂精油，最佳工艺条件为：萃取压力为10MPa，温度为50℃，颗粒度为60目，夹带剂(乙醇)的浓度为90%。在此条件下，肉桂精油的产率为17.48%。刘俊民[22]等研究以牡丹鲜花花瓣为原料，采用超临界萃取结合分子蒸馏技术(SFE-MD)方法制备牡丹鲜花精油，含有95种组分。
3.4 天然色素的提取
超临界流体CO2萃取技术可以分离天然色素，如辣椒红色素、蕃茄红素和β-胡萝卜素等。宿光平[23]确定了超临界萃取法生产的辣椒红色素的最佳工艺条件，最佳温度40℃，压力为20MPa，CO2流量为0.3m3/h。姜炜[24]介绍超临界二氧化碳萃取技术提纯辣椒红色素的工作原理及工艺流程。工艺流程通过改变萃取压力、萃取温度、萃取时间和流速等参数确定了最佳工艺条件，在此条件下，得到的辣椒红色素的色价达150以上，且杂质含量符合国家标准。张劲[25]等研究了各种工艺参数对超临界萃取番茄红素的影响，发现除萃取压力、温度、时间和夹带剂等主要影响因素外，预处理也是影响提取率和纯度的关键步骤。孙庆杰[26]从番茄中提取番茄红素，在压力15-25MPa，温度40-50℃，流量20kg/h，萃取时间1-2h，番茄皮中番茄红素萃取率90%以上。用己烷萃取可可色素的萃取率为75-80%，而超临界CO2萃取率达90%。超临界CO2可用于β-胡萝卜素的提取。
3.5食品中有害物质的分离和去除
3.5.1杀菌及农残
杀菌技术是近年来发展起来的一种新型杀菌技术。其处理过程温和、易操作、安全性高。研究表明，超临界CO2不仅可以很好地杀灭病菌，还可较好保持食品原有的营养品质。用超临界CO2等杀菌法来代替热杀菌的研究，具有重要的价值。李华[27]等研究了超临界CO2对牛乳中细菌的杀菌效果。当压力35MPa、温度为45℃，杀菌时间140min时，对牛乳中细菌的杀菌率为99.8%，且牛乳的营养成分损失较小。少量CO2的存在还可以延长牛乳的保存期。有关研究发现，亚临界状态CO2也可用于杀菌，可缩短灭菌时间和降低灭菌温度。孙源源[28]研究了超临界CO2对肉馅中细菌的杀菌效果并对超临界条件的影响进行了分析。随着处理压力的增加和处理时间的延长，超临界CO2对细菌的杀灭效果增强。超临界CO2导致细菌死亡的原因尚不清楚，具体的超临界CO2的杀菌机理有待进一步研究。
应用超临界技术去除食品中的残留农药也有一些工作。薄尔琳等[29]研究采用超临界CO2技术萃取小白菜中残留的敌百虫，获得敌百虫在60℃、压力为35MPa、CO2流量为18mL/min时，小白菜中敌百虫萃取率为95.42%-106.73%。Pensabene[30]以超临界CO2从鸡蛋中萃取残存的除草剂，在8.9MPa、50℃下可
使残存的除草剂去除率达90.4%。
3.5.2去除不良气味
超临界技术还可通过萃取作用去除某些物质来改变食品的风味，如去除羊肉的膻味物质、柑橘汁的苦味物质等。张骊[31]等曾研究利用超临界CO2钝化蒜酶和大蒜SOD保留，取得较好效果。采用较温和的超临界条件:50℃，8MPa，浸提10min，蒜酶失活率96.3%，大蒜SOD保留率96.9%。近来，有关从大蒜中萃取风味物质的研究也屡有报道[32]，相关成果对改善大蒜风味的工作有借鉴意义。大豆所特有的不良气味，即豆腥味，目前常用的大豆脱腥的加热法、酸法处理、溶剂法等对脱腥有一定作用，但或作用有限，或易造成蛋白质变性或流失。葛保胜[33]利用超临界CO2脱除大豆分离蛋白异味，研究了不同压力和温度对萃取效率的影响，得出了最佳萃取条件27.5MPa和45℃。萃取出的异味物质主要有醇、醛、酮和芳香类物质，经处理后的大豆分离蛋白异味减少，溶解性有所下降，持水性和乳化稳定性增强。
3.5.3脱咖啡因
超临界流体萃取技术得到较早大规模的工业化应用的是天然咖啡豆的脱咖啡因。工业上传统的方法是用二氯乙烷来去除，但二氯乙烷不仅除咖啡因，也除去咖啡中的芳香物质，且不易除净残存的二氯乙烷，降低咖啡质量。用超临界CO2萃取咖啡豆和茶叶，不仅得到了咖啡因，而且保留了咖啡和茶叶的原香、原味。韩佳宾[34]、江和源[35]等通过正交实验确定了超临界流体脱除茶叶中咖啡因的最佳工艺参数。正交实验中，咖啡因脱除率的影响因子主次顺序为压力>温度>动态循环时间>夹带剂用量，而对儿茶素来说，夹带剂的影响较为明显。陈晓珍[36]通过实验研究得知，超临界CO
萃取可脱掉茶叶中大部分的咖啡因，脱除率
2
可达到70%以上，绿茶、普洱茶、铁观音茶、红茶的咖啡因脱除率分别是：77.9%、79.8%、79.2%、77.0%，其中普洱茶的脱咖啡因效果最好，用同一原理处理烟草，能获得低尼古丁含量却又保留原烟草香气的烟草叶。
4展望
目前超临界萃取技术发展和应用日趋成熟，因其分离效率高、能耗低等诸多优点而受到人们越来越多的关注。人们对化工、食品、医药等相关产业的要求越来越高，追求高质、高效、清洁和绿色环保的工业发展路线必将成为趋势。超临
界方法作为一种新技术，由于超临界流体的，人们除用于从天然产物中提取所需要的各种食用和药用材料外，也开始利用超临界技术从多方面改善食品品质，以增加它的营养性、保健性与使用效果。尽管目前最常用的超临界流体是CO2，但随着对超临界流体的进一步研究及应用，新的更有效的超临界流体也许会出现，会更加扩大超临界流体技术的应用。总之，未来超临界流体技术必将更大地发挥其作用。
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超临界萃取技术应用及发展
石河子大学 分离工程课程论文 《超临界萃取技术的应用及发展》 学院：化学化工学院 专业：生物化工 学号： 姓名： 指导教师： 中国·新疆·石河子 2012年7月
超临界萃取技术的应用及发展 (石河子大学化学化工学院/新疆兵团化工绿色过程重点实验室，新疆石河子，832003) 摘要: 超临界流体萃取(SFE)是一种新型的分离方法，具有广阔的发展前景。本文简要介绍了超临界流体的基本性质,原理、萃取过程和技术特点，综述了超临界技术在萃取分离、环境保护、材料科学、反应工程、生物技术、清洗工业等方面的发展状况,并对超临界技术对多氯联苯的提取中的应用作了简要介绍。 关键词：超临界流体超临界萃取应用有机农药 引言 超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,简称SFE)是一种提取天然物质成分的新技术。其起源于20世纪40年代，70年代投入工业应用，以其环保、高效等显著特性迅速超越了传统技术,并取得成功。过去，分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。水蒸汽蒸馏法需要将原料加热，不适用于化学性质不稳定成分的提取；压榨法得率低；有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留；超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离方法的不足，它利用在临界温度以上的高压气体作为溶剂，分离、萃取、精制有机成分。近二十多年来,超临界技术在国内外迅猛发展,在食品、化工、香料、环保、纳米材料、生物医药等诸多领域均有广阔的应用前景,也取得了众多的重要成果。 德国在1978年建立了世界上第一套用于脱除咖啡豆中咖啡因的工业化SFE 装置[1],后各国也相继建立了SFE实用装置。随后美国、日本等国也投人大量人力物力对超临界流体萃取技术进行研究，其研究范围涉及食品、香料、化工、医药等领域，并取得一系列进展[2-3]。我国从事SFE技术的研究是近十几年的事,也取得了一些可喜的成绩[4]。本文针对目前研究很热的超临界流体萃取技术进行一个简单的综述，并对其巨大的应用的前景提出展望。 1 超临界流体特性简介[5] 超临界流体(Supercritical fluid，简写SCF)是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体。物质的气液平衡线并不随温度和压力的增加而无限延伸，当系统处于高于临界压力和临界温度时，气相和液相的界面消失，这时称为
超临界萃取的技术原理
一、超临界萃取的技术原理 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，并可大幅度节能。 超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数，因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一，自扩散系数是液体的100倍，因而具有良好的传质特性，可大大缩短相平衡所需时间，是高效传质的理想介质；具有比液体快得多的溶解溶质的速率，有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力；具有不同寻常的巨大压缩性，在临界点附件，压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化，所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2 的溶解能力，提高萃取的选择性；通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品，省去消除溶剂的工序。 在传统的分离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性（表现在溶解度）的差异来实现分离的；蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度（蒸汽压）的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的，故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点，进而决定了超临界CO2萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势：通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质，控制其选择性；适当地选择提取条件和溶剂，能在接近常温下操作，对热敏性物质可适用；因粘度小、扩散系数大，提取速度较快；溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看，相当于一个新的单元操作，因此引起了国内外的广泛关注。二、超临界萃取的特点
超临界萃取技术在制药行业中的应用
目录 摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。关键字 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。 一、超临界流体........................................................................................... 错误！未定义书签。 二、超临界流体萃取原理............................................................................. 错误！未定义书签。 三、超临界流体萃取技术在制药工业中对中药有效成分的应用........... 错误！未定义书签。 1、萜类和挥发油的提取....................................................................... 错误！未定义书签。 2、黄酮类化合物的提取..................................................................... 错误！未定义书签。 四、超临界流体技术在医药工业中的应用............................................... 错误！未定义书签。 五、超临界ＣＯ2，萃取在药物分析中的应用........................................... 错误！未定义书签。 六、ＳＣＦ微粒化技术及在药物微粒化制备中的应用............................. 错误！未定义书签。 七、超临界流体快速膨胀过程（ＲＥＳＳ）............................................. 错误！未定义书签。 八、超临界流体抗溶剂过程（ＳＡＳ）..................................................... 错误！未定义书签。 十、结束语..................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献....................................................................................................... 错误！未定义书签。
淀粉在食品工业中的应用
淀粉在食品工业中的应用 高分子092 陈冰200911024206 前言 淀粉是一种来源丰富的可再生资源。近年石油价格一路上扬，使得以石油为原料的高分子类产品价格也随之上涨。淀粉作为一种来源丰富的可再生资源，其改性产品在某些方而可以替代普通塑料，而有着优良的生物降解性，可以有效地解决白色污染问题。改性淀粉以人然淀粉为原料，在其原有性质基础上，经过特定的化学物理处理改良其原有性能被广泛应用于皮革、造纸、石汕、纺织、食品、医药等行业，并且有望以改性淀粉制备纤维，从而大大地扩大了改性淀粉的应用范围。 【摘要】：本文通过介绍淀粉的改性方法及应用，进一步讲述了当今淀粉改性在食品工业及食品包装上的应用。 【Abstract】：This paper introduces the method for modification of starch and its application, further describes the modified starch in food industry and food packaging applications. 【关键词】：淀粉改性食品环保 【Key words】: starch modified food environmental protection 天然淀粉资源十分丰富，如土豆、玉米、木薯、菱角、小麦等均有高含量的淀粉，据统计，自然界中含淀 粉的天然碳水化合物年产量 达5000亿，是人类可以取用 的最丰富的有机资源。淀粉及 其衍生物是一种多功能的天 然高分子化合物，具有无毒、 可生活降解等优点。它是一种 六元环状天然高分子，含有许 多羟基，通过这些羟基的化学 反应生产改性淀粉，另外，淀
超临界萃取原理
超临界萃取原理 超临界流体萃取是当前国际上最先进的物理分离技术。 常见的临界流体中，由于CO2化学性质稳定，无毒害和无腐蚀性，不易燃和不爆炸，临界状态容易实现，而且其临界温度（31.1℃）接近常温，在食品及医药中香气成分，生理活性物质、酶及蛋白质等热敏物质无破坏作用，因而常用CO2作为作为萃取剂进行超临界萃取。 一、超临界CO2 纯CO2的临界压力是7.3MPa和31.1℃时，此状态CO2被称为超临界CO2。在超临界状态下，CO2流体是一种可压缩的高密度流体，成为性质介于液体和气体之间的单一状态，兼有气液两相的双重特点：它的密度接近液体，粘度是液体的1%，自扩散系数是液体的100倍，因而它既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对某些物质很强的溶解能力，可以说超临界CO2对某些物质有着特殊的渗透力和溶解能力。 二、超临界CO2萃取过程 超临界CO2密度对对温度和压力变化十分敏感，所以调节正在使用的CO2的压力和密度，就可以通过调节CO2密度来调整该CO2对欲提取物质的溶解能力；对应各压力范围所得到的的萃取物不是单一的，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，与被萃取物质完全或部分分开，从而达到分离提纯的目的。 三、超临界CO2溶解选择性 超临界状态下的CO2具有选择性溶解，对低分子、弱极性、脂溶性、低沸点的成分如挥发油、烃、酯、内脂、醚、环氧化合物等表现出优异的溶解性，而对具有极性集团（-OH、-COOH等）的化合物，极性基团愈多，就愈难萃取，故多元醇、多元酸及多羟基的芳香物质均难溶于超临界CO2。对于分子量大的化合物，分子量越大，越难萃取，分子量超过500的高分子化合物几乎不溶，因而对这类物质的萃取，就需加大萃取压力或者向有效成分和超临界CO2组成的二元体系中加入具有改变溶质溶解度的第三组成粉（即夹带剂），来改变原来有效成分的溶解度。一般来说，具有很好性能的溶剂，也往往是很好的夹带剂，如甲
超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品领域中的应用 摘要：介绍了超临界流体的特性，超临界流体萃取的基本原理、萃取上艺，尤其是超临界流体CO2 萃取技术在食品上业中的应用进行了综述。 关键词：超临界流体萃取；食品上业；应用 超临界流体萃取 (Supercritical Fluid Extraction, SFE)是一种新的分离技术。 Hannay 在1897 年就发现了超临界流体(Supercritical fluid，SCF)的独特溶解现象。20 世纪50 年代，美国Todd 从理论上提出将超临界流体用于萃取分离的可能性，但直到 20 世纪 70 年代才引起人们的普遍重视。1978 年联邦德国建成了第一个利用超临界流体萃取技术从咖啡豆脱除咖啡因的工厂。近年来，超临界流体萃取技术在美国、德国、日本等发达国家发展极为迅速，其应用领域有食品、医药、化妆品、化工等领域，特别是在食品工业中的应用发展尤为迅速，由于其选择性强，特别适用于热敏性、易氧化物质的提取和分离，因此，为天然食品原料的开发和应用开辟了广阔的前景[1,2]。 1 超临界流体（SCF）的定义和性质 任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态，三相成平衡状态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力，Tc 临界温度)之上的流体。此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，气液两相性质非常相近，以至无法分别，具有十分独特的物理化学性质。SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，是液体的10～100 倍，兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力。因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。在其它条件完全相同的情况下，液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力，而超临界流体的密度与压力和温度有关，随着压力的增大，介电常数和密度增大，超临界流体对物质的溶解能力增大。超临界萃取就是利用SCF 在临界点附近体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的[3,4]。 常用作SCF 的溶剂有二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳，CO2 临界温度31.04℃，临界压力7.38MPa，临界条件易达到，并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。超临界CO2 是一种非极性的溶剂，对非极性的化合物有较高的亲和力，当化合物中极性官能团出现时，则会降低该化合物被萃取的可能性，甚至使之完全不能被萃取，
酶制剂在食品工业中的应用 论文
酶制剂在食品工业中的应用 摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用。并对酶制剂在食品工业中的发展方向和安全问题进行了讨论。 关键词：酶制剂；食品工业；应用 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。 随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 1．酶与食品的关系 在食品生产加工中，为了保持食物原有的色、香、味和结构，就要尽量避免引起剧烈的化学反应。酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质，因此作用条件非常温和。许多酶所催化的反应从动植物最初生长时就开始了，当它被作为食品时，其体内酶的催化作用仍然继续进行着。如动物体死后，其合成代谢停止，而分解代谢加快，因此就会导致组织腐败，但这可能也会改善某些食品原料的风味。在大多数成熟的水果中，由于某些酶的增加，会使得其呼吸速度加快，淀粉转变为糖，叶绿素发生降解，细胞体积快速增加。这些变化，对于水果风味的改善是有益的；而对蔬菜来讲，叶绿素的降解则是有害的。 2．与食品生产有关的酶制剂 2．1与淀粉糖和甜味剂生产有关的酶制剂 淀粉酶工业上应用酶制剂已有数十年的历史，淀粉加工用酶所占比例达到15%，是酶制剂最大的市场。近年来淀粉酶类耐热性大大提高，并已通过基因工程技术改善其品质。特别要提到的是一系列新的酶制剂的发现和应用，如在1995年已经工业化的酶转化淀粉生产海藻糖，改变了先前从酵母等食物中抽提的生产方法，生产成本大大下降。这种糖不仅耐酸、耐热、防龋齿，还可抑制蛋白质变性和油脂酸败，市场日益扩大。 2．2与油脂生产有关的酶制剂 油脂是人类食品的主要营养成分之一，有赋予食品不可缺少的风味，而且用酶法生产有益健康的油脂的正逐步应用成熟，如用DNA等高度不饱和脂肪酸作为食品的原材料所制作的食品销售额已达400亿日元。 2．3与蛋白质有关的酶制剂 蛋白质在食品加工中，不仅具有营养的功能还具有各种物理功能，提高这类功能将会增加其附加值，要达到这个目的需要利用蛋白酶类。为了以蛋白质水解后的产物作为生产氨基酸系列的调味品，就必须把蛋白质彻底分解为氨基酸。 2．.4与面包生产有关的酶制剂
超临界二氧化碳萃取技术
摘要：介绍了超临界二氧化碳萃取技术的基本原理和特点，简单说明了该技术在香料、医药、食品等工业上的应用。 关键词：超临界二氧化碳萃取分离技术基本原理 前言 超临界流体萃取，又称超临界萃取、压力流体萃取、超临界气体萃取。它是以高压、高密度的超临界状态流体为溶剂，从液体或固体中萃取所需要的组分，然后采用升温、降压或二者兼用和吸收（吸附）等手段将溶剂与所萃取的组分分离。 早在1897年，人们就已经认识到了超临界萃取这一概念。当时发现超临界状态的压缩气体对于固体具有特殊的溶解作用。例如再高于临界点的条件下，金属卤化物可以溶解再在乙醇或四氯化碳中，当压力降低后又可以析出。但直到20世纪60年代，才开始了其工业应用的研究。目前超临界二氧化碳萃取已成为一种新型萃取分离技术，被广泛应用于食品、医药、化工、能源、香精香料的工业的生产部门。 1 超临界萃取的原理 当液体的温度和压力处于它的临界状态。 如图1是纯流体的典型压力—温度图。图中， AT表示气—固平衡的升华曲线，BT表示液— 固平衡的熔融曲线，CT表示气－液平衡的饱 和液体的蒸汽压曲线，点T是气－液－固三相 共存的三相点。按照相率，当纯物的气－液－ 固三相共存时，确定系统状态的自由度为零， 即每个纯物质都有自己确定的三相点。将纯物 质沿气－液饱和线升温，当达到图中的C时， 气－液的分界面消失，体系的性质变得均一， 不再分为气体和液体，称点C为临界点。与该点相对应的临界温度和压力分别称 为临界温度T 0和临界压力P 。图中高于临界温度和临界压力的有影阴的区域属 于超临界流体状态。 在这种状态下，它既不完全与一般气相相同，又不是液相，故称为超临界流体。超临界流体有气、液相的特点，它既有与气体相当的高渗透力和低粘度，又兼有液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。这种溶解能力能随体系参数的变化而连续的改变，因而可以通过改变体系的温度和压力，方便的调节组分的溶解度和萃取的选择性。利用上述特点，超临界二氧化碳萃取技术主要分为两大类原理流程即恒温降压流程和恒压升温流程。前者萃取相经减压，后者萃取相经升温。
食品化学超临界萃取技术
超临界萃取技术 一、超临界萃取的基本原理 1、萃取剂 超临界萃取所用的萃取剂为超临界流体。 ?超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。 ?超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。 2、超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力 利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来。 （1）在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。 （2）温度变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。 （3）除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10％，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。 二、超临界萃取的实验装置与萃取方式 1、超临界萃取的实验装置设备图片
多功能超临界多元流体分步萃取、重组萃取、有毒物成份萃取囘收、超低微量成份萃取回收、精馏、萃取精馏、逆溛萃取、液液萃取、萃取冷冻结晶、多元溶媒的全封闭循环系统以及保健食品的膨化、脫色、脱硫、脱腥异味、着色、加香等的精制加工工业试验装置。 單纯超临界CO2萃取成套设备 2、超临界流体萃取的流程如附图所示，它包括： （1）超临界流体发生源，由萃取剂储瓶、高压泵及其他附属装置组成，其功能是将萃取剂由常
超临界流体技术原理及其应用
“超临界流体技术原理及其应用” 院选课读书报告 (2012~2013下学期) 题目:SC—CO2流体技术基本原理及其应用前景系专业名称: 学生姓名: 学号: 指导教师:
SC—CO2流体技术基本原理及其应用前景 摘要 超临界流体是指物质处于极其临界的温度和压强下形成的一种新的流体，它的性质介于液体和气体之间，并且兼具二者的有点。现研究较多的流体包括：二氧化碳等。超临界二氧化碳是一种液态的二氧化碳，在一定的条件，如果达到临界点或者以上，会形成一种新的状态，兼顾气态和液态的部分性质，而且拥有新的性质。超临界二氧化碳萃取技术是一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作为溶剂，在超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界CO2萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。超流体流体应用前景目前应用十分的广泛，目前已应用于食品工业、化妆品香料工业、医药工业、化工工业等方面，超临界流体应用将越来越广泛于各个行业的发展。 关键词：“超临界流体，超临界二氧化碳，超临界二氧化碳萃取，超临界流体应用前景” 一、SC—CO2流体技术基本原理 （一）SC—CO2超流体技术的基本原理概述 超临界流体（SCF）是指处于临界温度和压强的情况下，它的物理性质介于液体和气体之间。⑴这种流体同时据有气态和液态的特点，它既具有与液体相近的密度和其优良的溶解性。溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度相关，溶质在超临界流体中的溶解度也与其类似。因此，通过改变超临界流体的压强和温度，改变其密度，便可以溶解许多不同类型的物质。 超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解力和其密度的关系，即利用压强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，其拥有
食品的超临界萃取分离技术
食品的超临界萃取分离技术 超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术，是利用流体(溶剂)在临界点附近某一区域(超临界区)内，与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传播性能，且对溶质溶解能力随压力和温度的改变在相当宽的范围内变动这一特性，达到溶质分离的技术。因此，利用这种技术可从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分。 一、原理 超临界流体(SCF)，是指物质的一种特殊流体状态。将处于气液平衡的物质升压升温时，热膨胀会引起液体密度减少，而压力的升高又使气相密度变大，当温度和压力达到某一点时，气液两相的相界面就会消失，成为均相体系。这个状态消失的点称为临界点(SCP)，存在着物质的临界温度、临界压力和临界密度。 如上所述，超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体，没有明显的气液分界面，既不是气体，也不是液体，性质介于气体和液体之间，具有优异的溶剂性质，粘度低，密度大，有较好的流动、传质、传热和溶解性能。超临界流体萃取正是利用超临界状态下的流体具有的高渗透能力和高溶解能力，在较高压力下，将溶质溶解于流体中，然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度，使溶解于超临界流体中的溶质随其密度下降、溶解度降低而析出，从而实现特定溶质的萃取。作为一个分离过程，超临界流体萃取技术介于蒸馏和液体带萃取之间，它在某种程度上结合了蒸馏和萃取过程的特点，其有如下优势：①操作温度低可在接近常温下完成萃取工艺，能较好地使萃取物的有效成分不被破坏，对热敏性食品以及食品的风味不会产生影响，特别适合那些对热敏感性强、容易氧化分解的成分的提取和分离；②超临界流体具有巨大的压缩性，在临界点附近，流体温度或压力较小的改变可使溶质的溶解度大幅度变化，使流体有极强的选择性，对分离溶解度相近的两种成分非常有利，萃取后溶剂与溶质容易分离；③在高压、密闭、惰性环境中，选择性萃取分离天然物质精华，在最佳工艺条件下，能将萃取的成分几乎完全提出，从而大大提高了产品的回收率和资源的利用率；④超临界流体具有与液体相近的溶解能力，又具备了与气体相近的传质能力，这使流体在萃取时传质很快达到平
超临界萃取技术及其在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术及其在食品工业中的应用 摘要：超临界流体萃取技术作为一种环境友好、高效新型的分离技术，因其分离效率高、能耗低等诸多优点而受到人们越来越多的关注。本文对超临界萃取技术的基本原理及特点作了简要介绍，并对超临界流体萃取技术在天然香料、天然色素的提取、油脂的提取分离、食品中有害成分的分离等方面的应用进行了综述。关键词：超临界萃取；食品工业；应用 Supercritical Fluid Extraction Technology and its Application in Food Industry Abstract: Supercritical fluid extraction (SFE) technology as a clean, efficient separation method, it has attract attention of more and more people because of its feature that the advantages of higher separation efficiency and lower energy consumption. The basic principle, features and impact factors of Supercritical fluid extraction technology were briefly described in this article. And the applications of SFE in natural spices and pigment, oil extraction and separation, separation of the harmful ingredients in food were also introduced. Keywords: Supercritical fluid extraction technology; Food industry; Application 超临界萃取技术(SCFE，Supercritical Fluid Extraction)，是利用超临界流体的特殊性进行萃取的一种新型高效分离技术，于20世纪70年代开始成功应用于工业中，在食品加工业、精细化工业、医药工业、环境领域等，超临界萃取技术作为一种独特、高效、清洁的新型萃取手段，已显示出良好的应用前景，成为替代传统化学萃取方法的首选。目前，在研究超临界萃取技术的基础理论、萃取设备和工业应用等方面，世界各国都取得明显进展。在食品、医药及化工领域发展迅速，特别在提取生物资源的活性有效成分方面取得了很大发展，在多个行业成为研究的新热点[1,2]。 1超临界萃取技术的概念 1.1超临界萃取技术的基本原理及流程
网络技术在食品工业中的应用分析
网络技术在食品工业中的应用分析
网络技术在食品工业中的应用分析 智研数据研究中心网讯： 内容提要：运用高新技术和信息网络技术对现有食品加工装置和生产工艺进行改造, 是技术进步的重要手段。大力推广电子计算机进入生产领域, 根据生产工艺特点, 编制控制软件, 由电脑自动控制各个环节的生产工艺要求, 自动协调控制阀门。使人工操作、经验判断为主的加工过程逐步过渡到以电脑自动控制为主。既避免了操作失误、经验失误、减轻工人的劳动强度, 又能保证和提高产品的内在、外观的各项综合指标。 智研数据研究中心发布的：2012-2016年中国农副食品加工业市场监测与投资前景分析报告 1采用高新技术, 将为发展食品工业大展宏图。 充满希望的21 世纪, 以信息技术为中心, 包括生物技术和网络技术为重要内容的高新技术的发展, 对食品工业的发展将起着极大的推动作用。我国是农业大国, 食品工业技术发展制约着农业的发展。 面对国内外日益激烈的市场竟争, 我国的可利用资源减少, 人口却在增加, 生存与发展始终是头等大事, 所以食品工业一直是我国政府十分重视的支柱产 业之一。要发展食品工业, 首先要重视其技术的发展, 尤其是食品工业中的新型制造技术的应用, 唯有如此, 方能兴旺食品工业, 使之对农业产生导向作用。 1. 1 生物技术在食品工业中的应用。生物技术在其发展过程中始终与食品工业有着密不可分的关系。现代生物技术的飞速发展及其在食品工业中应用是近代食品工业取得非凡成就的重要因素, 它为解决人类食品、营养、保健、环境、资源等问题开辟了崭新的途径。目前国际市场上以生物技术为基础的食品工业
产值为2 500 亿美元。生物技术在国内食品工业中已得到广泛的应用, 例如基因工程技术在食品品质改良方面, 以高产、优质、抗病虫害、高蛋白含量为主要目标; 利用微生物发酵及酶工程技术, 可生产出门类众多的传统发酵食品等, 还可利用生物技术对传统食品加工工艺进行改造。现代食品新型制造技术随着科学技术进步而不断发展, 日趋成熟。而且各种现代食品新型制造技术相互组合使用, 将会产生更佳的经济效益。 1. 2网络技术在食品工业中的应用。运用高新技术和信息网络技术对现有食品加工装置和生产工艺进行改造, 是技术进步的重要手段。大力推广电子计算机进入生产领域, 根据生产工艺特点, 编制控制软件, 由电脑自动控制各个环节的生产工艺要求, 自动协调控制阀门。使人工操作、经验判断为主的加工过程逐步过渡到以电脑自动控制为主。既避免了操作失误、经验失误、减轻工人的劳动强度, 又能保证和提高产品的内在、外观的各项综合指标。建立在高新技术基础上的食品工业, 将不断创新和加大综合利用广度和深度、节约资源、节约能源, 增加经济效益,使食品工业尽早成为无污染、保持生态环境的绿色行业。 2重视人才培养与人才引进, 向国际水平靠拢。 以前, 我们的国门没打开, 长期以来产供销全都是计划经济运行, 所以市 场经济商品意识淡薄。参加世贸组织后国门打开了, 情况发生突变。外国食品已大批量涌入中国市场, 且产品质量上乘、款式新颖、口味新奇、包装精美, 对我们的传统食品引起了不小的冲击。 食品行业的生产、管理、营销是一个庞大的系统工程, 要求不同层次的人员来运作, 尤其是决策指导的高层面人员, 具备素质全面、精通国际贸易规则。 教育部门要开设食品专业, 培养适应新时代的食品行业管理人才, 同时高校、高职、中职、技工学校也要培养不同层面的生产、管理人员。市场竞争的深层次是人才竞争。
二氧化碳超临界萃取技术
超临界CO2萃取装置 该装置主要由萃取釜、分离釜、精镏柱、CO2高压泵、副泵、制冷系统、CO2贮罐、换热系统、净化系统、流量计、温度、压力控制（保护）系统等组成。 超临界CO2萃取装置的主要技术指标 萃取釜：0.5L、1L、2L、5L/50Mpa；10L、24L/40Mpa；50-200L/32Mpa,固态两用。配水夹套循环加热，温度可调。 分离釜：0.3-10L/30Mpa；50-100L/16-22Mpa。配水夹套循环加热，温度可调。 精镏柱：内径ф25×2-3m/30Mpa；ф35×2-3m/30Mpa；ф48×4-6m/30Mpa；ф78×4-6m/30Mpa，根据工艺要求可分4节、6节、8节梯度控温；柱内根据工艺要求由用户选相关填料。 CO2高压泵：20L/40Mpa·h双柱塞，50L/50Mpa·h双柱塞调频，400L/40Mpa·h三柱塞调频，800L/40Mpa·h三柱塞调频，泵头带冷却系统。 携带剂泵：用于萃取过程中，夹带溶剂来改变CO2极性，扩大应用范围。 制冷系统：配半封式、全封式压缩机，制冷量满足工艺要求。 换热及温度的控制系统：根据工艺要求,萃取釜、分离釜、精镏柱分别配置换热和温控系统，温度控制-85℃水循环、室温-150℃油循环，温度控制数显双屏控制水浴温度，测试CO2流体温度，控温±1℃ 压力控制（保护）：高压泵出口配电接点压力表，设定工作压力，超压自动保护停泵。高压泵、萃取釜、分离釜、精镏柱，根据最高工作压力，分别配安全阀，超压自动泄压保护。萃取釜出口配背压阀系统，压力稳定，易于调整，压控制精度（动态）±0.1Mpa 流量显示：金属转子流量计，数显远传，分别显示瞬时流量和累积流量 管路：接触流体的容器、阀门、管件、管线均采用不锈钢制作。 其他：电源三相四线制380V/50Hz，CO2食品级≥99.5，用户自备 超临界CO2萃取装置的基本流程 1、CO2→萃取釜→分离Ⅰ→分离Ⅱ→回路； 2、CO2→萃取釜→分离Ⅰ→分离Ⅱ→精镏柱→回路； 3、CO2→萃取釜→精镏柱→分离Ⅰ→分离Ⅱ→回路； 4、CO2→萃取釜→分离Ⅰ→精镏柱→分离Ⅱ→回路。 超临界CO2萃取装置的特点
超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用
物理化学 课程论文 题目：超临界流体萃取技术简介及在食品领域中的应用专业： 学号： 姓名： 指导教师：
前言:超临界流体萃取技术(Supercritical Fluid Extraction)是近30年发展起来的一种新型分离技术，由于其具有操作方便、能耗低、无污染、分散能力高、制品纯度高、无溶剂残留等优点,被称为“绿色分离技术”。可以作为超临界萃取的介质很多，如二氧化碳、一氧化氮、六氟化硫、已烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等，其中二氧化碳的超临界温度(Tc = 31.3℃)接近室温，且无色无毒、不燃烧爆炸、对大多数的物质不反应、不昂贵、易制成高纯度的气体，故而常做首选的超临界介质。近年来超临界二氧化碳萃取技术、在食品、医药、化工等领域发展很快,已经初步形成了一个新兴的产业。 最早将超临界CO2萃取技术应用于大规模生产的是美国通用食品公司，之后法、英、德等国也很快将该技术应用于大规模生产中。90年代初，中国开始了超临界萃取技术的产业化工作，发展速度很快。实现了超临界流体萃取技术从理论研究、中小水平向大规模产业化的转变，使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨，在某些方面达到了国际领先水平。目前，超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣油中回收油品、从咖啡中提取咖啡因、从啤酒花中提取有效成分等工业中。 超临界流体萃取技术概述 1 、超临界流体（SCF）的定义和性质 超临界流体萃取技术，是指用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的传质分离操作。 任何一种物质都存在气相、液相、固相三种相态，三相成平衡状态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。SCF 是指热力学状态处于临界点(Pc 临界压力，Tc 临界温度)之上的流体。此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，气液两相性质非常相近，以至无法分别，具有十分独特的物理化学性质。SCF 的粘度虽高于气体但明显低于液体,密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，是液体的10～100 倍，兼有气体和液体的优点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力。因而SCF 具有高扩散性和高溶解性。在其它条件完全相同的情况下，液体的密度在相当程度上反应了它的溶解能力，而超临界流体的密度与压力和温度有关，随着压力的增大，介电常数和密度增大，超临界流体对物质的溶解能力增大。超临界萃取就是利用SCF 在临界点附近体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突变的性质来实现其对某些组分的提取和分离的目的。 常用作SCF 的溶剂有二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水、甲苯等。目前研究较多和工业上最常用萃取剂是二氧化碳，CO2 临界温度31.04℃，临界压力7.38MPa，临界条件易达到，并且具有化学性质不活泼、对大部分物质不反应、无色无毒无味、不燃烧、安全性好、价格便宜、纯度高、容易获得等优点。超临界CO2 是一种非极性的溶剂，对非极性的化合物有较高的亲和力，当化合物中极性官能团出现时，则会降低该化合物被萃取的可能性，甚至使之完全不能被萃取，此时就需要在超临界CO2 中加入少量夹带剂，以增强其溶解力和选择性。常与超临界CO2 一起使用的夹带剂有甲醇、乙烷、乙醇、乙酸酯、丙酮、二氯甲烷、己烷、水、乙酸甲酯等。 2 、超临界流体萃取（SFE）的原理 超临界流体萃取分离的基本原理是利用SCF 对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力将SCF 与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。并且SCF 的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加, 极性增大, 利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过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，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将
超临界萃取
超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来，在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。 温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。 除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。 编辑本段一、超临界流体 物质是以气、液和固3种形式存在，在不同的压力和温度下可以相的转换。在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。在压温图中，高于临界温度和临界压力的区域就称为超临界区，如果流体被加热或被压缩至其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体性质，同时还保留有气体性能，这种状态的流体称为超临界流体。 编辑本段二、超临界萃取的技术原理 超临界CO2流体萃取（SFE）分离过程的原理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。 编辑本段三、超临界萃取的特点 1、超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来； 2、使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天然性； 3、萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时，由于压力的下降或温度的变化，使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取的效率高而且能耗较少，提高了生产效率也降低了费用成本； 4、CO2是一种不活泼的气体，萃取过程中不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒、安全性非常好；
超临界二氧化碳萃取技术在几个方面的应用
湖北民族学院 本科生文献综述 题目超临界二氧化碳萃取技术的 应用 作者所在系别化学与环境工程学院 作者所在专业化工与制药 作者所在班级0408405 作者姓名简丹 作者学号0404840547 指导教师姓名李国祥 指导教师职称博士 完成时间2011 年 5 月
超临界二氧化碳萃取技术的应用 简丹 （湖北民族学院化学与环境工程学院，恩施 445000） 摘要：本文系统的介绍了超临界二氧化碳萃取技术在环境领域，放射性金属离子萃取领域，油脂工业中的应用与发展现状，对超临界二氧化碳萃取技术在这三个方面应用所遇到的问题做了总结，并对未来的发展做了展望。 关键词：超临界二氧化碳;萃取；放射金属离子；油脂工业 Application of supercritical CO2 extraction in some fields Jian dan (Hubei University for Nationalities School of Chemistry and Environmental Engneering,Enshi 445000,China) Abstract:This artical systematically introduces application of supercritical CO2 extraction in the fields of environment,extraction of radioactive metals，oil industry.This artical also introduces the present development situation and tendency in these fields. Key words:CO2-SFE;environment; extraction ofradioactive metals；oil industry 1、前言 超临界流体二氧化碳萃取（supercritical CO2 extraction ,CO2-SFE或CO2-SCFE）技术是超临界流体萃取(superccritical fluid extraction,SCEF或SEF)技术的一种，由于CO2具有无毒、无味、无臭、化学惰性，超临界点低(Tc=31·1℃,Pc=7·28 MPa），不污染环境和产品，廉价易得，不易染易爆，使用安全等诸多优点，所以CO2已经成为工业上和首选的绿色萃取剂，成为超临界萃取技术最重要的应用技术[1]。CO2-SFE的研究在国内研究起步晚，现在有关CO2-SFE的应用主要集中在环境，放射金属离子萃取，油脂工业，