实验一 超临界萃取设备汇总
实验一超临界萃取设备
一、概述
超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction，简称SFE或者SCFE)是用超临界条件下的流体作为萃取剂，由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法。超临界流体(Supercritical fluid，简称SCF)是指操作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的流体。在此状态下的流体，具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。因此SCF具有良好的溶剂特性，很多固体或液体物质都能被其溶解。常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等。其中以二氧化碳最为常用。由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点。而且所用溶剂多为无毒气体。避免了常用有机溶剂的污染问题。
早在100多年前，人们就观察到临界流体的特殊溶解性能，但在相当长时间内局限于实验室研究及石油化工方面的小型应用。直到20世纪70年代以后才真正进入发展高潮。1978年召开了首届专题讨论会，1979年首台工业装置投入运行，标志着超临界萃取技术开始进入工业应用。
超临界萃取之所以受到青睐，是由于它与传统额液-液萃取或浸取相比，有以下优点：①萃取率高；②产品质量高；③萃取剂易于回收；④选择性好。
2.超临界流体萃取的特点
2.1 萃取和分离合二为一。当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器
与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开，不存时，由于压力下降使得CO
2
在物料的相变过程，不需回收溶剂，操作方便；不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。
2 .2 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力
密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化。的微小变化。都会引起CO
2
可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离；因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化。
的临界温度为31.16℃。临界压力为7.38MPa，可以有
2.3 萃取温度低。CO
2
效地防止热敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点、低挥
发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。
流体常态下是气体，无毒，与萃取成分分离后，完全没有溶剂
2.4 临界CO
2
的残留，有效地避免了传统提取条件下溶剂毒性的残留。同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染。
2.5 超临界流体的极性可以改变，一定温度条件下，只要改变压力或加入适宜的夹带刑，即可提取不同极性的物质，可选择范围广。
3.超临界萃取流程
利用SCF的溶解能力随温度或压力改变而连续变化的特点，可将SFE过程大致分为两类，即等温变压流程和等压变温流程。前者是使萃取相经过等温减压，后者是使萃取相经过等压升(降)温、结果都能使SCF失去对溶质的溶解能力，达到分离溶质与回收溶剂的目的。典型的等温降压超临界萃取流程见图1。
将二氧化碳气体压缩升温达到溶解能力最大的状态点1(即SCF状态)，然后加到萃取器与被萃取物料接触。由于SCF有很高的扩散系数，故传质过程很快就达到平衡。此过程维持压力恒定，则温度自然下降，密度必定增加，到状态点2，然后萃取物流进人分离器，进行等温减压分离过程，到状态点3，这时SCF的溶解能力减弱，溶质从萃取相中析出，SCF再进人压缩机进行升温加压，回到状态点1，这样只需要不断补充少量溶剂，过程就可以周而复始。
图1 超临界萃取流程简图
①→②T↓进料萃取，②→③P↓分离出料，③→①T↑P↑溶剂加收
图2 超临界CO2流体萃取工艺流程示意图
1、24、27—泵；2-夹带剂贮罐；5、30—萃取器；7、10、18—压力表；14—可调节式冷凝器；16—加热器；21—分离器；23--CO2贮罐；26—中间贮罐；31—热交换器；3、4、6、8、9、11、1
2、1
3、15、17、
19、20、22、25、28、29、32—阀门
图3 超临界CO2流体萃取的三种基本流程示意图
4.超临界萃取技术的应用
超临界萃取技术在食品工业中用于茶叶、咖啡豆脱咖啡因；食品脱脂；酒花有效成分提取；植物色素的萃取；植物及动物油脂的萃取。在医药工业中用于酶、维生素等的精制；动植物体内药物成分的萃取；医药品原料的浓缩、精制；糖类与蛋白质的分离以及脱溶剂脂肪
类混合物的分离精制等。在化妆品工业中用于天然香料的萃取；合成香料的分离精制；化妆
品原料的萃取、精制。
4.1 在食品工业中的应用
超临界萃取技术在食品工业中的应用发展迅速，并已取得了稳固的地位。现在国内外市场上已出现了由该技术制取具有高附加值的天然香料、色素和风味物质等高质量的食品添加剂系列。我国食品工业应用超临界萃取技术已逐步由实验室研究走向产业化，集中用在提取动植物油脂、色素、香料及食品脱臭方面。
4.1.1 天然香料、色素的生产
超临界萃取技术生产天然香料的主要原料有鲜花、水果皮等，主要产品为精油，还可提取其它风味物质，如大蒜中的大蒜素、大蒜辣素；生姜中的姜辣素；胡椒中的胡椒碱及辣椒中的辣椒素等。Temeli等用超临界萃取柑桔香精油，在70％、8.3MPa下得到柑桔风味浓厚的桔香精油,T.Baysal用超临界萃取法从香菜种子中分离得到柠檬香油和香芹酮。Papamichail对芹菜种子先研磨，再用超临界CO2提取植物油。Zekovic 用超临界CO2提取百里香。张骊等从墨红花中用超临界CO2提取的精油香气与鲜花相近161。高彦样用超临界CO2萃取茴香油，在提取压力30MPa，温度40℃，通过两个串联分级分离器，获得含脂和含油两种产品。江梅等用超临界CO2萃取研究荔枝果皮精油。实验结果表明，荔枝果皮粉精油的最佳萃取条件为：12MPa，35％，1～1.5h，当含水量为6％时萃取率较高。研究表明香料萃取时，低压产品主要是精油，高压产品主要为油树脂。超临界CO2还可以分离天然色素。超临界CO2从辣椒中直接提取辣椒色素，Rozzi NL研究了在温度32-86％和压力13.78～48.26MPa的条件下从番茄副产品中提取番茄红索。结果表明在86℃、34.47MPa的条件下得到了38.8％的最大提取率。孙庆杰从番茄中提取番茄红素，在压力l5-25MPa，温度40～50％，流量20kg／h，萃取时间l～2h，番茄皮中90％以上番茄红色素可萃取出来。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％。紫草中的紫草宁、海藻中的胡萝卜素等均可用超临界CO2萃取。葛毅强、倪元颖等以小麦胚芽作为超临界流体萃取的试验材料，研究了不同预处理条件(水分含量和粉碎度)对提取麦胚中天然维生素E的影响。其研究结果表明：麦胚中天然维生素E的超临界CO2萃取的适宜预处理条件为麦胚含水量5.1％、物料粒度30目／2.54cm。
4.1.2 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。Gopalan研究了用超临界CO2从生姜中提取姜油。陈开勋等研究了用超临界萃取茶籽油的最佳萃取条件。刘松义等研究小麦胚芽油的超临界CO2提取，探索了压力、温度、时
间和流量对萃取率的影响，得到最佳工艺条件：压力20MPa，温度35％流量4L／min。张素华用超临界CO2萃取法萃取、分离等工艺得到的沙棘油，与溶剂法相比，所得沙棘油酸价低。吕维忠用超临界CO2萃取技术从大豆粗磷脂中萃取天然高纯度卵磷脂，得到最佳工艺条件为萃取压力30MPa，萃取温度50％，萃取时间6h，产品纯度98％，残油含量43％，该法比溶剂法优越，产品质量高，为开发和综合利用大豆资源开辟了新途径。方涛等对油脂脱臭馏出物的甲酯化产物进行超临界萃取，用来浓缩天然生育酚。鱼油中含有大量的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)这种具有生理活性的不饱和脂肪酸，作为功能性食品原料而引人注目，其具有预防和治疗脑血栓、动脉粥样硬化、改善记忆力、提高智商等作用，用超临界萃取可将EPA和DHA从鱼油中分离。赵亚平等用硝酸银络合与超临界结合的方法从鱼油中同时获得90％以上EPA和DHA 。戴东升用超临界CO2萃取法提取真菌中的EPA。尹卓容采用超临界CO2萃取法从月苋草种子和丝状真菌提取亚麻酸，物料水分升高，回收率降低，回收率还随压力升高而增大直至饱和。另外，超临界CO2可从紫苏子中萃取分离出紫苏脂肪油，其中亚麻酸为主要成分，具有很好的调血脂作用，无毒副作用。
4.1.3 中药有效成分的提取
在医药工业中，由于超临界技术具有优于传统分离技术的特点，提取物中不存在有害健康的残留溶剂，同时具有操作条件温和与不致使生物活性物质失活变性的优点而倍受关注。目前从动植物中提取有效药物成份仍是超临界CO2萃取技术在医药工业中应用的重点，同时包括药用成分分析及粗品的浓缩精制等。用超临界萃取既可直接从单味中药材或复方中药材提取不同部位的有效成分，也可直接提取中药浸膏以筛选有效成分，能大大提高筛选速度，可提取许多传统提取分离方法分离不出来的成分，利于新药开发，并具有抗氧化、灭菌等作用，有利于保证和提高产品质量。张虹用超临界萃取从川芎中提取阿魏酸，得到提取的最佳条件是：萃取罐的温度70％、萃取压力35MPa、CO2流量25kg／h，萃取时间2.5h。杨苏蓓用超临界CO2萃取技术提取分离五味子中木脂素等成分(五味子甲素、乙素及五味子醇甲、酯甲)，得到最佳萃取条件为：萃取压力21MPa，萃取温度37％，CO2流量5L／min。B.Simandi 用超临界对蒲公英叶进行萃取从中得到卢一谷甾醇。史庆龙用超临界CO2萃取技术对云南红豆杉化学成分进行了研究，从中分离出口一谷甾醇和紫杉醇。李卫民等应用超临界CO2萃取技术和传统水蒸汽对香附进行萃取和提取比较，得到超临界CO2萃取较传统水蒸汽提取的优点是提取时间短，总得率高及有效成分提取完全，同时低温萃取使有效成分不易分解破坏。另外，普洱茶多酚茶叶中的茶多酚、中药材马蓝、获蓝茶多酚等均可用超临界CO2萃取。
5.应用前景
我国资源丰富，用超临界萃取有广泛的应用前景。许多都可以用超临界流体技术进行加工，如：银杏叶、鱼油、卵磷脂、沙棘油、川芎等。大力开展这方面的研究，能获得很高的经济效益。超临界萃取技术的应用，除对环境污染少、操作简便、温度低、省时、提高收率外，还能得到许多种常规法得不到的成分，这也为我国中药材化学成分的提取和分离提供了一种有效方法。相信随着人们对环境保护的日益重视和绿色时代的要求，超临界流体技术将促进其进一步的开发和利用。
二、实验目的
1、了解超临界流体萃取方法的特点及其工艺流程图、常用设备。
2、熟悉5＋1L超临界CO2萃取装置的主要部件及工作原理。
3、熟悉5＋1L超临界CO2萃取装置的操作过程。
三、超临界萃取的基本原理
1、超临界流体特性
表1 超临界流体的物性及与普通流体物性的比较
所谓超临界流体（SCF），是指一类压强高于临界压强Pc,温度高于临界温度Tc，的流体，这种流体既不是液体，也不是气体，是一类特殊的流体。
超临界流体的物性较为特殊。表1将超临界流体的这些物性与气体、液体的相应值作了比较。从表中可以看出：
①超临界流体的密度接近于液体密度，而比气体密度高得多。另一方面。超临界流体
是可压缩的，但其压缩性比气体小得多；
②超临界流体的扩散系数与气体的扩散系数相比要小得多，但比液体的扩散系数又高得多；
③超临界流体的粘度接近于气体的粘度，而比液体粘度低得多。
2、超临界萃取原理
超临界流体萃取分离过程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。当气体处于超临界状态时，成为性质介于液体和气体之间的单一相态，具有和液体相近的密度，粘度虽高于气体但明显低于液体，扩散系数为液体的10～100倍；因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力，能够将物料中某些成分提取出来。
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的成分萃取出来。并且超临界流体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相，被萃取物质则自动完全析出或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离两过程合为一体，这就是超临界流体萃取分离的基本原理。
3、萃取溶剂的选择
并非所有溶剂都适宜用作超临界萃取，超临界萃取对溶剂有以下要求
①有较高的溶解能力。且有一定的亲水—亲油平衡；
②能容易地与溶质分离，无残留，不影响溶质品质；
③无毒，化学上为惰性，且稳定；
④来源丰富，价格便宜；
⑤纯度高。
在所研究的超临界物质中，只有几种适用于超临界萃取的溶剂：二氧化碳、乙烷、乙烯，以及一些含氟的氢化合物，其中最理想的溶剂是二氧化碳，它几乎满足上述所有要求，它的临界压强为7.38MPa，临界温度为31.16℃，目前几乎所有的超临界萃取操作均以二氧化碳为溶剂，它的主要特点是：
①易挥发，易于与溶质分离；
②粘度小，扩散系数高，有很高的传质速率；
③只有分子量低于500的低分于化合物才易溶于二氧化碳；
④中、低分子量的卤化物、醛、酮、酯、醇、醚易溶于二氧化碳；
⑤极性有机物中只有低分子者才溶于二氧化碳；
⑥脂肪酸和甘油三酯不易溶于二氧化碳，但单酯化作用可增加溶解度；
⑦同系物中溶解度随分子量的增加而降低；
⑧生物碱、类胡萝卜素、氨基酸、水果酸、氯仿和大多数无机盐不溶于二氧化碳
四、实验设备
5＋1L超临界CO2萃取装置四川德阳四创科技有限公司
五、注意事项
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
超临界二氧化碳萃取的过程及设备教学教材
超临界二氧化碳萃取的过程及设备
3.2 超临界流体萃取过程的设计与开发 除了在一些食品提取工业中实现超临界流体萃取的工业化外，其在高附加值产品分离中也展现出新的活力，特别是在制药工业中，其重要性也日显增加。尤其是随着有关毒性物质排放越来越受到严格限制，SCFE的使用范围也会日渐扩大。但是SCFE的使用可行性是与过程的规模、产品的价值、是否需用无毒溶剂的一些因素有关。因此，只有进行周密的设计后，才能定量权衡上面提出的种种因素。一旦得出具有可行性的设计，便会吸引到企业界和研究者的重视和关注。 当前，不仅仅是国外的一些学者和专家作了扼要而实用的综述[1]，而且在国内召开的“超临界流体技术学术及应用研讨会”上有多篇论文专门讨论了SCFE 的工艺与设备设计。早八十年代就出现了SCFE过程设计和开发的报告，近30年间，有关SCFE的设计研究还在不断进展，逐渐完善。有些产品，如真菌脂质的提取，不仅要作SCFE的过程设计，而且还要作其他单元操作，如对液液萃取的设计进行比较，从经济上确定何种过程有优势，从而便于在进一步的投资中作出判断。可以说，目前SCFE已如其他比较成熟的单元操作一样,设计、仿真和优化(design,simulation and optimization)的工作已全面开展，这也从-个侧面表明SCFE的实用性正在受到越来越多的科技工作者的关注。 3.2.1 超临界流体萃取工业装置的开发步骤 图3-16示出了任一扩散分离过程科学开发的流程示意图。在步骤2中确定所涉及物料的特征后，一般情况下，若选用传统的分离单元操作，如蒸馏、液液萃取等，往往是凭设计者的经验来选定，较少采用预设计的方法。在开发过程中直接进行实验研究。但SCFE是新技术，对其了解不多。为了能和其他分
实验室建设仪器设备的管理与维护
实验室建设仪器设备的管理与维护 为了解决实验室设备管理中存在的使用人员对设备疏于养护，重使用、轻保养、缺维修档案的问题，今天的内容主要对检验机构实验室仪器设备从采购到使用维护等方 面的内容进行介绍，希望能对检测实验室设备管理提供一些参考建议。 试验设备是开展质量检测的物质基础之一。本文从设备采购期间的选型论证，到设备使用期间的养护维修两方面的角度，介绍了实验室仪器设备的管理与维护。 【检测试验设备的特点】 1、科技含量高，结构复杂 随着国家对产品质量要求的不断提高，检测技术也飞速发展，先进的仪器设备不断涌现，老设备不断升级、换代；同时，现代试验技术正在向着多学科交叉渗透、多学 科智能密集型方向发展。许多大型精密仪器设备是化学、机械、电子、光学、生物、 计算机等多学科智能的集中体现，如气质联用仪、原子吸收光谱仪等。。。 2、品种多、数量大 如，各种超声振荡仪、真空干燥箱、紫外可见分光光度计、光学显微镜、天平等。。。这类仪器单价低、品种多、数量大，适合基础检测任务，频繁使用导致老化，会给维修人员带来很大的工作量，难以及时修复，从而，影响检测。专业检测设备和 大型精密仪器设备台数少，但品种多，单价高，使用者需参加仪器厂商培训及检测操 作上岗培训，发生故障，只依靠本单位内的维修力量难以修复，必须联系厂家进行处理，这样势必造成维修周期长，维修价格高，延误检测任务的完成。。。 【主要存在的问题】
1、设备疏于养护 大多数化学检测设备都属于精密仪器，不但要求试验操作人员会使用，还要了解仪器的基本原理、使用注意事项、仪器的存放环境，这样仪器的故障率才会减少[1]，例如，纺织实验室常见的单纱强力机、做剥离顶破试验使用的万能材料试验机，机械部 分的丝杠需经常上油保养，但在实际使用中，往往因为使用频率不高，疏于保养，还 有大量使用的光学仪器紫外-可见分光光度计属于光学精密仪器，光学镜片定位精准，存放环境要防尘防震防潮，对环境的要求保持室温15℃～35℃，无直射光，无强烈的震动或连续不断的微震动，无强磁场，相对湿度40%～80%，无腐蚀性气体，无引起紫外吸收的有机、无机气体，少灰尘。如果光学仪器存放在一般实验室，在潮湿的环 境下，镜面受潮而霉变。在有的实验室，存在将光学分析仪器靠近离心机或振荡器等 设备，以便操作人员在离心程序后，样品即可进行光学分析，但是光学分析仪器长期 在高速运转的仪器旁，镜片可能会被震掉或震碎。在维修过程中，发现诸如此类问题 较多，仪器管理稍不重视[2]，对检测试验带来较大的影响，加大了维修人员的工作量及维修经费。 2、仪器缺维修档案 试验仪器在购置、安装、验收后进行正常使用，都要将相关材料归类进档，建立仪器档案。档案主要包括合同、使用说明书等技术资料，设备到达相应的院系后即应有 相应的仪器使用记录、保养记录、维修记录，但是，有时会形成“重购置，轻维修； 重使用，轻管理”，对于使用保养和维修记录不够重视。例如，超声振荡仪器在实验 室用得较多，在维修中发现，由于保养不当，操作者在使用后，未及时擦干溅出的水 或化学药物，腐蚀仪器的电路板，从而造成整个电路板更换，既延长了维修时间，又 耽误了使用，增加了费用。很多仪器维修过，因为维修时间紧，任务又多，往往疏于 对维修进行记录，既不利于统计使用率，也不便于新入职的维修人员故障查询和零部 件的更换，影响重复性故障或相关故障的维修效率。 3、老旧设备不能满足能力验证的要求 CNAS实验室的能力认证计划几乎每年都有不同的项目，通过实验室间比对检验本 单位的实力，通常情况下，实验室大型仪器因价格昂贵，通常在维护方面是重点对象，
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。
实验室仪器设备管理办法
实验室仪器设备管理办法 1.0 目的 实验室的仪器设备是保证科研工作正常进行的物质条件。为做好本公司实验室仪器设备管理，特制定本办法。 2.0 适用范围 本制度适用于公司所属各部门。 3.0 职责 3.1 实验室仪器设备，实行“统一领导，分级管理”：技术部负责实验室仪器设备的管理工作，须指定专人管理本实验室的仪器设备。 3.2 实验室仪器设备管理工作的主要任务是：在仪器设备的立项、论证、采购、安装、验收、使用、维护直至报废的全过程中，要加强计划管理、技术管理和经济管理，做好日常管理，使仪器设备在整个寿命周期中充分发挥效益，保证科研工作的需要。 4.0 具体内容 4.1 总则 实验室仪器设备的管理，必须贯彻勤俭节约的方针，实行共享，减少不必要的重复，避免浪费，挖掘现有仪器设备的潜力，重视功能开发工作，不断提高仪器设备的使用能力。 4.2 设备的划分标准 4.2.1 能独立使用且使用年限在一年以上、使用过程中基本保持原有形态、单价在500 元以上的一般仪器设备及单价在800元以上的专用仪器设备列入固定资产管理范围。
4.2.2 单价在200元以上500 元以下的一般仪器设备及单价在200元以上800 元以下的专有仪器设备列入地低值仪器设备管理范围。 4.2.3 专用设备是指各种具有专门性能和专门用于的设备，包括各种各样仪器和机械设备等。 4.2.4 调拨、捐赠的仪器设备，符合上述规定的亦列入固定资产管理。 4.2.5 自制设备属固定资产的，应按需要的材料、配件成本和加工费计价，经技术部验收合格，按固定资产管理。 4.3 仪器设备的计划审批程序 4.3.1 经费预算，技术部在年度末根据科研、生产等实际需要，提前做出下一年度所需经费预算，报采购部汇总后统一向财务部递交仪器设备经费预算，最后由公司根据财力情况确定设备经费预算后，技术部开始编制下一年度设备计划。 4.3.2 仪器设备计划，设备预算计划经技术部审核通过并签字盖章后上交采购部，经总经理审核通过后，由采购部进行采购。 4.3.3 实验室大型精密贵重仪器设备在购置前必须进行可行性论证。实验室提出的申请计划中必须包括购置理由、效益预测、选型论证、公司内相同仪器设备台套数、安装和使用条件等。 4.3.4 仪器设备进入采购环节必须同时具备下列条件： （1）经过公司采购批准立项。 （2）设备经费、安装配套经费已全部落实。 （3）设备负责人明确。 （4）大型精密贵重仪器设备，必须做出可行性论证结论，填写统一规定的文件、表格，并经领导批准。 （5）自制设备，订购非标准设备，必须具备经过讨论且领导批准的正规的设 计图纸和完整的技术文件资料。
实验一 超临界萃取设备
实验一超临界萃取设备 一、概述 超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction，简称SFE或者SCFE)是用超临界条件下的流体作为萃取剂，由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法。超临界流体(Supercritical fluid，简称SCF)是指操作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的流体。在此状态下的流体，具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。因此SCF具有良好的溶剂特性，很多固体或液体物质都能被其溶解。常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等。其中以二氧化碳最为常用。由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点。而且所用溶剂多为无毒气体。避免了常用有机溶剂的污染问题。 早在100多年前，人们就观察到临界流体的特殊溶解性能，但在相当长时间内局限于实验室研究及石油化工方面的小型应用。直到20世纪70年代以后才真正进入发展高潮。1978年召开了首届专题讨论会，1979年首台工业装置投入运行，标志着超临界萃取技术开始进入工业应用。 超临界萃取之所以受到青睐，是由于它与传统额液-液萃取或浸取相比，有以下优点：①萃取率高；②产品质量高；③萃取剂易于回收；④选择性好。 2.超临界流体萃取的特点 2.1 萃取和分离合二为一。当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器 与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开，不存时，由于压力下降使得CO 2 在物料的相变过程，不需回收溶剂，操作方便；不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。 2 .2 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力 密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化。的微小变化。都会引起CO 2 可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离；因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化。 的临界温度为31.16℃。临界压力为7.38MPa，可以有 2.3 萃取温度低。CO 2 效地防止热敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点、低挥
超临界二氧化碳萃取设备操作步骤
SFE-CO2萃取技术操作步骤 一、开机操作 1．开启墙上的总电源（最下面一排右数第二个），面板总电源。开启萃取1、分离1、分离2按钮，设定萃取温度（范围35～60℃，正常约45℃）和分离1温度（范围35～65℃，正常约50～60℃），分离2的温度不动（正常约35℃）。2．看三个水箱的水位离口1至2公分，看水泵是否运转（水面有波动的话一般为转动或查看泵的叶片）。 3．开启面板制冷电源，启动制冷箱（顺时针扭90°，与地垂直）。 4．等萃取分离温度达到设定温度和冷机停时（此时准备向料桶加料），打开阀门1，2（逆时针旋3圈，每圈360°），打开球阀（在主机背面，逆时针扭至水平），关阀门4，5，慢慢打开阀门3，排气（听排气声），使萃取压力为0，打开堵头。 二、装料操作 1．加料：自下而上依次为物料（得率不少于5%，量至少达料筒高度一半，最高离料口2公分）→脱脂棉（圆形，直径比滤网长1公分）→白圈→滤纸→滤网→盖子（注意反正，细口朝下，用专用工具盖紧，能用吊篮提住）。 2．装料筒：自下而上依次为料筒→黑色细O型环→通气环→堵头（内部套黑色粗O型环，用水润湿）。 三、萃取操作 1．关阀门3，慢慢打开阀门4（稍微逆时针扭一下，幅度很小），使萃取1压力与贮罐压力相等。 2．慢慢打开阀门3排气5～10秒，关上。 3．全开阀门4和5（逆时针旋3圈，每圈360°），关阀门6（先顺时针旋2圈），泵电源，即绿灯（泵1调频，频率范围12～18，一般16～18，此时设定开CO 2 为18），按RUN，看萃取1压力，等萃取1压力达到设定压力（最高不超过35MPa，正常20～30MPa，此时设为约25MPa），调阀门6使之平衡，关阀门8，升分离1压力（最高不要超过11MPa，正常8～10MPa，此时设定为10MPa），等分离1压力达到设定压力，调阀门8使之平衡。（注：分离2的压力永远不能关，与贮罐压力相等）看时间开始循环（一般每半小时一个循环）。
实验室仪器设备管理办法
实验室仪器设备管理办法 实验室中有很多的精密的仪器，这些设备需要统一管理，但是很多人对实验室设备管理并不是很熟悉，本文就来带大家一起来了解一些关于实验室设备管理的小常识。 一、仪器设备的购置 需要购置仪器首先提出申请，报有关领导批准。调查供应商的资质、信誉、质量保证能力，了解产品的技术性能指标和使用情况，并建立供应商档案。 二、仪器设备的验收 按订货合同核对所到货物正确无误，仪器设备的合格证、使用说明书、维修保养手册、系统软件和备件清单齐全。根据仪器性能指标说明书制定相应的方法,按标准操作规程进行单机或系统进行实验，证明该仪器设备各项技术参数能达到规定要求。并保留测试的原始记录。 三.仪器设备的建档 仪器设备档案的基本内容如下：①仪器设备登记表，包括仪器的名称、制造商的名称、仪器型号、出厂编号、存放地点、生产日期、实验室使用日期;②随机技术文件，包括合格证、说明书、装箱单;③验收记录、仪器设备检定/校准合格证书、使用记录，维护保养记录，损坏、故障及维修情况和报废单等。 四、仪器设备的状态标识 仪器设备应有明显的标识表明其“检定/校准”状态，使仪器的状态一目了然，便于管理。
状态标识一般分为以下几种：①绿色标识，表明仪器设备具有正式计量检定合格证书和校准合格报告，处于正常使用状态。②黄色标识，表明仪器设备某些功能已经丧失，但检测工作所用功能正常，且经校准合格，处于使用状态。③红色标识，表明仪器设备已经损坏或经校准不合格，处于停用状态。 五.仪器设备的量值溯源 凡是属于强制检定范围的仪器设备，都应由指定的检定/校准机构进行检定，检定/校准合格后方可使用。 对于易变动、漂移率大，环境要求较为严格或使用较为频聚的仪器设备需考虑进行期间核查，通过期间核查，一旦发现产生偏离，要及时采取维修维护等措施，以保证检测数据的准确性。 期间核查的方法，一般可利用考核盲样、标准物质验证或加标回收的方法进行。对数据进行分析和评价，达到要求便可使用。 期间核查的时间，在两个周期检定日中间和出现可疑数据情况时进行期间核查，以确定仪器设备状态是否正常，核查人员应做好详细记录。 经过期间核查证明仪器设备有问题的必须进一步分析，如确定其性能不合格，仪器出现故障，应贴上停用标识，尽快对仪器进行维修，以免延误仪器的正常使用。 六.仪器设备的日常使用 大型精密仪器设备的操作者，必须经过适当的理论操作培训，培训合格后方可上岗，不经过培训的人员不准随意使用。
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
超临界二氧化碳萃取的过程及设备
3.2 超临界流体萃取过程的设计与开发 除了在一些食品提取工业中实现超临界流体萃取的工业化外，其在高附加值产品分离中也展现出新的活力，特别是在制药工业中，其重要性也日显增加。尤其是随着有关毒性物质排放越来越受到严格限制，SCFE的使用范围也会日渐扩大。但是SCFE的使用可行性是与过程的规模、产品的价值、是否需用无毒溶剂的一些因素有关。因此，只有进行周密的设计后，才能定量权衡上面提出的种种因素。一旦得出具有可行性的设计，便会吸引到企业界和研究者的重视和关注。 当前，不仅仅是国外的一些学者和专家作了扼要而实用的综述[1]，而且在国内召开的“超临界流体技术学术及应用研讨会”上有多篇论文专门讨论了SCFE 的工艺与设备设计。早八十年代就出现了SCFE过程设计和开发的报告，近30年间，有关SCFE的设计研究还在不断进展，逐渐完善。有些产品，如真菌脂质的提取，不仅要作SCFE的过程设计，而且还要作其他单元操作，如对液液萃取的设计进行比较，从经济上确定何种过程有优势，从而便于在进一步的投资中作出判断。可以说，目前SCFE已如其他比较成熟的单元操作一样,设计、仿真和优化(design,simulation and optimization)的工作已全面开展，这也从-个侧面表明SCFE的实用性正在受到越来越多的科技工作者的关注。 3.2.1 超临界流体萃取工业装置的开发步骤 图3-16示出了任一扩散分离过程科学开发的流程示意图。在步骤2中确定所涉及物料的特征后，一般情况下，若选用传统的分离单元操作，如蒸馏、液液萃取等，往往是凭设计者的经验来选定，较少采用预设计的方法。在开发过程中直接进行实验研究。但SCFE是新技术，对其了解不多。为了能和其他分离过程作出比较，必须在此前作出预设计或过程仿真、优化，其流程如图3-16所描述。按照科学开发的原则，不管采用何种分离过程，理应先进行仿真，再作实验验证，有利于省时省力。随着计算机的快速发展，图3-16的开发流程，更为开发研究者乐于采用。Lira[2]指出，图3-16中的步骤4和6是决定最终SCFE是否成功的关键。但是没有步骤3和5，更多的优化工作要在实验验证(步骤7)后进行，这就延缓开发进程和花费更多的人力、物力。
HA121-50-01-C型超临界萃取装置技术说明
HA121-50-01-C型超临界萃取装置技术说明 (一萃二分一柱CO 2 循环式) 该装置用于高压及合适温度下进行物质萃取（固体或液体），在分离器中改变条件使溶解物质解析出以达到分离的目的。该装置主要由：萃取釜、分离釜、精馏 柱、CO 2高压泵、夹带剂泵、制冷系统、CO 2 贮罐、换热系统、净化系统、流量计、 温度控制系统、安全保护装置、计算机采集系统等组成。附属设备和系统都能满足超临界萃取主系统的需求和流程图要求。 一、萃取釜： 配有水夹套循环加热系统，温度可调，配固、液料用料筒 材质0Cr18Ni9 容积1L一套 最高工作压力50MPa 二、分离釜： 配有水夹套循环加热系统，温度可调 材质0Cr18Ni9 容积0.6L二套 最高工作压力30MPa 三、精馏柱 配有水夹套循环加热系统，温度可调 材质0Cr18Ni9 规格Φ35×5×2200m/m 分四节梯度控温 容积1200ml，可作为第三节分离釜使用。 最高工作压力30MPa 柱内根据工艺要求由用户选装相关规格填料 四、CO 2 高压泵： 流量（双柱塞）最大排量40L/h 变频可调 最高工作压力50Mpa 泵头带冷却系统
五、夹带剂泵： 流量（双柱塞）1/4—4L/h 机械调节 最高工作压力50MPa 六、制冷系统： 制冷量3300Kcal/h 风冷 温度控制范围-5℃～+5℃满足工艺要求 七、换热系统： 材质0Cr18Ni9 规格Φ6×1盘管 最高工作压力50MPa 配水夹套循环加热系统，温度可调 八、净化系统： 材质0Cr18Ni9 最高工作压力50MPa 贮罐： 九、CO 2 材质0Cr18Ni9 容积4L 最高工作压力16MPa 十、流量计： 规格金属管浮子流量计数显远传,分别显示瞬时流量和累积流量 十一、温度控制系统： 控制范围室温~75℃可调（水浴） 控温精度±1℃数显双屏 十二、安全保护装置： 1．高压泵出口配电接点压力表、设定工作压力、超压自动停泵保护。 2．高压泵萃取釜、分离釜、精馏柱、根据最高工作压力，分别配安全阀，超压自动泄压。 十三、管路：
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；
HA220-50-06型超临界萃取装置使用指南
浙江大学药学院药学实验中心 中药制药工程研究室大型仪器 工作原理及使用指南 仪器名称HA-220-50-06型超临界流体萃取装置管理人员 中药制药工程实验室 2009年4月30日
超临界流体萃取的原理 超临界流体兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。并且通过改变萃取温度和萃取压力，可以很容易改变超临界流体的溶解度，从而达到萃取物与超临界流体的分离，所以在超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。在超临界状态下，超临界流体所具有的良好流动性和渗透性，使其在与待分离的物质接触时，有选择性地将极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来，并通过调节萃取条件得到最佳比例的混合提取成分。然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，溶解度显著降低而与被萃取物质完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的。
HA220-50-06超临界萃取装置使用指南 一、开机前的准备工作 1、CO2气瓶压力保证在5～6MPa的气压，压力不够可用夹套加热或者更换 新气罐。 2、将各热箱内加入纯水（防止铁锈），不宜太满，离箱盖2cm左右。 3、萃取原料装入料筒，原料不应安装太满，离过滤网2～3cm左右；必须将 料筒外面的药粉擦干净，以免堵塞管路。 4、将料筒装入萃取釜，盖好压片、垫环及上堵头。 5、如果萃取液体物料或需加入夹带剂时，将液料放入携带剂罐，可用泵压 入萃取釜内。 二、开机操作顺序 1、先送空气开关，如三相电源指示灯都亮，则说明电源已接通，再起动电源的 （绿色）按钮。 2、接通制冷开关，同时接通水循环开关。 3、开始加温，先将萃取釜、分离Ⅰ、分离Ⅱ的加热开关接通，将各自的控温仪 调整到各自所需的设定温度。 4、在冷冻机温度降到0℃左右，且萃取、分离Ⅰ、分离Ⅱ温度接近设定的要求 后，进行下列操作。 5、开始制冷的同时将CO2气体通过阀门2进入净化器、冷盘管和贮罐，CO2进 行液化，液态CO2通过泵、混合器、净化器进入萃取釜（萃取釜已装样品且关闭上堵头），待压力平衡后，打开萃取釜放空阀门7或10（5L萃取釜和1L 萃取釜分别使用），慢慢放掉残留空气，关闭放空阀。 6、加压力：先将电极点拨到需要的压力（上限），启动泵Ⅰ绿色按钮，再手按数 位操作器中的绿色触摸开关如果反转时，按一下触摸开关 当压力加到接近设定压力（提前1MPa左右），开始打开萃取釜后面的节流阀门，根据流程操作如： 从阀门4（3）进萃取釜，阀门5（8）、6进入分离Ⅰ，阀门11、12进入分离Ⅱ，阀门14、1回路循环。调节阀门6控制萃取釜压力，调节阀门12控制分
超临界萃取装置使用步骤
CO2超临界萃取装置使用步骤 1、检查电源线是否正常，检查冷冻箱水、各加热箱水是否足够（离箱盖 2-3公分左右），检查CO2气瓶压力保证在5-6MPa气压，检查各管路接头及连接部位是否牢靠。 2、依次打开总电源、制冷、冷循环的开关，开始进行制冷。然后进行萃 取器、分离器I、II温度设定，开始进行升/变温操作。 3、将所有阀门都关上，打开CO2进气阀门，并放气3-5s,然后依次打开阀 门2、3、5、7、9、10、13、12、1（其余阀门仍保持关闭） 4、至萃取、分离温度达到设定温度、制冷机达到设定温度停止制冷时， a）、依次关闭阀门3、5,然后打开阀门4,慢慢放空直至萃取罐压力为0。 b)、打开萃取盖，装料，盖上盖子，关闭阀门4 c）、慢慢打开阀门3,进CO2气，直至萃取罐和CO2储罐压力相等，开阀门4,排气5-10s,然后关闭阀门4。 d）、依次全打开阀门3、5,开泵I开关，点击run按钮，慢慢关阀门7提升萃取罐压力，直至长升至萃取罐所需压力。（或者关闭阀门5至升至萃取罐所需压力，然后慢慢打开阀门7、5,微调阀门7使萃取罐保持所需压力） e)、关闭阀门10提升分离I压力，直至达到所需压力。此时，已经达到 萃取所需条件，萃取开始。 5、萃取过程中：每隔一段时间打开分离I下部阀门，收集萃取物； 分离Ⅱ收集杂质。直至到达实验所需要萃取时间，实验完成。 6、点击stop按钮，关泵1,依次慢慢打开阀门10、7,使萃取罐、分离I 压力与储罐压力相等。依次关闭阀门3、5,慢慢打开阀门4,排空至萃取罐压力为0。 7、逆时针旋开萃取罐盖，取出装料筒，倒出萃取后物料。萃取过程完毕。 8、如果需要再时行下一批次的萃取操作，则进行相应萃取器，分离器I、Ⅱ的温度设定，直至到达相应设定温度。装料按4、5、6、7步骤的相关操作。 9、如果不继续进行萃取操作，则关闭萃取器，分离器I、Ⅱ开关，关闭制冷、冷循环开关，最后关总电源。操作结束。 10、较长时间不进行萃取操作需关阀门2,关闭CO2进气阀门。
新型CO2超临界萃取装置
HA221-40-11型新型超临界流体萃取装置 、概述： 超临界萃取是现代化工分析和食品提纯中出现的最新学科，是目前国际上新兴的一种先进的分离工艺。所谓超临界流体是指热力学状态处于临界点（Pc、Tc）之上的流体，临界点是气、液界面刚刚消失的状态点，超临界流体具有十分独特的物理、化学性质，它的密度接近于液体，粘度接近于气体，而扩散系数大、粘度小、介电常数大等特点，使其分离效果较好，是很好的溶剂。超临界萃取则是在模拟合适的压力、温度条件下，在萃取缸中使溶剂与萃取物充分接触、置换，溶质扩散到溶剂中，通过改变分离器中的操作模拟环境，使溶解物质析出，达到分离的最终目的。该设备广泛应用于生物、制药、食品等领域。 二、超临界CO2 萃取特点： 1、临界温度低，适用于热敏性化合物的提取和纯化。 2、可提供惰环境，避免产物氧化，不影响萃取物的有效成份。 3、萃取速度快，无毒、不易燃，使用安全，不污染环境。 4、无溶剂残留，无硝酸盐和重金属离子。 三、超临界CO2萃取装置构成： 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。 四、超临界CO2萃取装置的组合形式： 一萃一分式、一萃二分式、一萃二分一柱式 二萃二分式、二萃二分一柱式、 四萃二分式、四萃二分一柱式 注：可根据用户特殊组合流程 五、超临界CO2萃取装置的可利用资源： 沙棘籽油、小麦胚芽油、枸杞籽油、葡萄籽油、灵芝孢子粉油、猕猴桃籽油、薏米仁油、核桃油、林蛙籽油、鱼油、松花粉油、菜花粉油月见草油、当归油、川芎油、丁香油、苍术油、莪术油、白芷油、红花油、白果粉油、肉豆蔻油、薄荷油、五味子油、车前子油、柴胡油、霍香油、紫苏叶油、紫草素、
超临界流体萃取原理及其特点
超临界流体萃取技术 超临界流体概念 任何物质，随着温度、压力的变化，都会相应的呈现为固态、液态和气态这三种状态，称为物质的三态。三态之间互相转化的温度和压力值叫做三相点，每种分子量不太大的稳定的物质都具有一个固有的临界点，严格意义上，临界点由临界温度、临界压力、临界密度构成。在临界温度以上，无论怎样加压，气态物质绝不会被液化。当温度和压力超过了临界点时，该物质就进入了超临界状态，超临界状态下的物质既非气体又非液体的状态，叫做超临界流体[11]，SCF是气体和液体状态以外的第三流体。 超临界流体萃取原理及其特点 所谓超临界流体萃取[12]，是指利用超临界条件下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成分，以达到某种分离目的。SCF的密度对温度和压力的变化很敏感，而其溶解能力在一定压力范围内与其密度成比例，因此可以通过控制温度和压力来改变物质在SCF中的溶解度，特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变，这就是SFE的依据。 与其它常规分离方法相比，SFE具有以下特点[13]： 1) 通过调节温度和压力可全部或选择性地提取有效成分或脱除有害物质； 可在较低温度和无氧环境下操作，分离、精制热敏 2)选择适宜的溶剂如CO 2 性物质和易氧化物质； 3)临界流体具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提 取有效成分； 4)降低超临界相的密度，很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)兼有蒸馏和萃取双重功能，可用于有机物的分离、精制。 SFE存在的不足有[14]： 1) 高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏； 2) 高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求亦高； 3) 超临界流体中溶质浓度相对还是较低，故需大量溶剂循环； 4) 超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。 超临界流体的选择
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，
超临界萃取的技术原理及应用
所谓超临界流体，是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点，密度大，粘稠度低，表面张力小，有极高的溶解能力，能深入到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性，从动、植物中提取各种有效成份，再通过减压将其释放出来的过程。 超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法，它是以CO2为萃取剂，在超临界状态下，加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来，然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物，在加入改性剂后则可溶解极化物。 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 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； 5、CO2气体价格便宜，纯度高，容易制取，且在生产中可以重复循环使用，从而有效地降低了成本； 6、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来；反之，将温度固定，通过降低压力使萃取物分离，因此工艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。 4、在化学工业中，混合物的分离。许多碳氢高分子化合物不溶于CO2，只能采用非均相聚合（如分散聚合、沉淀聚合、乳化聚合等）；而无定型的碳氟高聚物和硅酮高聚物能溶解于CO2，则可采用均相聚合。在液体或超临界CO2体系中进行高分子材料的合成与加工，其优点在于：不使用有机溶剂避免了对环境的污染；省去了脱溶及回收溶剂的工艺；可改进高分子材料的机械性能及加工性能；可按分子量的大小对产品进行分离；可回收未进行反应的单体并可去除次反应物及过反应物杂质；