超临界流体萃取技术简介
超临界萃取技术
1．超临界流体萃取的简介超临界流体萃取(Supercritical fluidextraction，简称SFE)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。
1．超临界萃取的基本原理1．1．超临界流体特性所谓超临界流体（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、液体的表1超临界流体的物性及与普通流体物性的比较相应值作了比较。
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。
超临界流体萃取技术名词解释
超临界流体萃取技术名词解释超临界流体萃取技术是一项新兴技术，它采用超临界流体（上至液态气态，下至亚液态）的性质，实施萃取、结晶、分离等衍生技术，涉及范围广泛，可以获取精细成分，解决了复杂物质或低含量分子难以从混合物中分离、纯化的问题。
超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体性质对混合物中的分子进行分离提纯的技术。
它利用超临界流体中的溶度差来实现有机混合物中配体及不饱和有机物质的分离提纯。
其特征在于可调节性强，萃取效率高，操作简单，通用性强，分离选择性高等。
超临界流体的主要构成物是一种确定的混合物，它是由戊烷（C5H12）和二甲基甲醚（CH3OCH3）组成的混合物，其特点在于具有气态和液态的双重特性，其特殊的溶度特性满足了萃取技术的要求，它能够在特定温度和压力条件下溶解给定混合物中的有机成分，并从有机混合物中分离出精细成分。
超临界流体萃取技术的优势在于具有较高的萃取效率，使得对有机物质的提取更加简单。
萃取效率的提高主要取决于溶度的改变，可以在温度和压力的变化中选择高萃取率的条件，从而达到较好的效果。
同时，该技术还具有绿色性，采用超临界流体有助于减少对经典溶剂萃取方法所需的溶剂量，可以有效地降低环境污染，保护环境。
此外，超临界流体萃取技术还可以用于分离和纯化有机物质。
通过调控溶度差及温度和压力条件，可以有效提取出混合物中的有机成分，使得有机混合物中的精细成分更容易被提纯，从而有效提高分离精度。
综上所述，超临界流体萃取技术具有多重优势，它可以有效地提取有机混合物中的精细成分，从而获取精细成分，满足了复杂物质或低含量分子难以从混合物中分离、纯化的问题。
另外，它还具有绿色性，不仅可以有效降低环境污染，而且可以提高分离精度。
总之，超临界流体萃取技术具有调控性强，萃取效率高，操作简单，通用性强，分离选择性高等优势，是一项有前景的技术，将为有机混合物的分离提纯提供新的选择。
超临界流体萃取技术：高效分离与资源回收
超临界流体萃取技术：高效分离与资源回收超临界流体萃取技术是一种高效的分离和资源回收技术，广泛应用于化工、环保、食品、制药等领域。
它利用高压高温的超临界流体对混合物进行处理，能够快速和高效地将不同成分分离，并实现资源的有效回收利用。
超临界流体是介于气态和液态之间的物质状态，具有较高的扩散性、低粘度、高溶解能力等特点。
最常用的超临界流体是二氧化碳（CO2），因其无毒、无害、易获取等优点而成为主要的工业超临界流体。
超临界流体萃取技术的基本原理是利用超临界流体的溶解性差异，实现混合物中各成分的选择性溶解和分离。
在萃取过程中，将混合物与超临界流体接触，超临界流体通过溶解和扩散作用将目标组分从混合物中分离出来。
在一定的温度和压力条件下，超临界流体溶解性改变明显，当目标组分溶解度较大时，超临界流体对其具有较高的溶解能力，可以实现高效萃取；而其他组分具有较低溶解度，可以得到较高的分离效果。
超临界流体萃取技术具有很多优点。
首先，超临界流体具有较低的表面张力和较高的扩散系数，使得萃取速度快，效率高。
其次，超临界流体可通过调节温度、压力和溶解性等参数来实现选择性提取，使得分离效果更加准确和可控。
此外，超临界流体萃取过程无需添加大量的有机溶剂，环保性能好；超临界流体溶剂可回收利用，实现资源的高效回收。
超临界流体萃取技术已在很多领域得到应用。
在化工领域，超临界流体萃取可用于提取天然产物中的活性成分，如萃取植物精油、抗氧化剂等。
在环保领域，超临界流体萃取可将有害物质从废水中提取出来，实现污水的高效处理和资源回收。
在食品和制药领域，超临界流体萃取可用于提取食物中的营养成分、制备纯净的药物等。
尽管超临界流体萃取技术存在一些挑战，如工艺参数的优化、设备的耐压性要求等，但随着科学技术的发展，这些问题将会逐渐克服。
超临界流体萃取技术将为我们提供一种高效、环保的分离和资源回收方法，促进工业生产的可持续发展。
超临界流体萃取技术作为一种高效的分离和资源回收技术，在众多领域中得到广泛应用。
超临界流体萃取
超临界流体萃取超临界流体萃取是一种在化学和化工领域被广泛应用的技术，在物理和化学特性上介于气体和液体之间的超临界流体作为溶剂，可以有效地提取出目标物质。
超临界流体萃取不仅具有高效、环保、无残留等优点，还可以对被提取物进行选择性的分离和富集。
超临界流体萃取的溶剂是指处于超临界状态下的物质，即超临界流体。
超临界流体的特点是密度和粘度较低，扩散性好，可逆性强，具有良好的传质特性。
常用的超临界流体有二氧化碳、乙烯、丙烯等。
超临界流体的选择取决于被提取物质的性质以及实际应用需求。
超临界流体萃取的工作原理是利用超临界流体的溶解力差异，通过温度、压力的调节来实现对目标物质的分离和富集。
在超临界条件下，溶剂与物质之间的相互作用力会发生变化，导致物质在超临界流体中的溶解度发生变化。
通过适当调节温度和压力，可以实现对目标物质的选择性萃取。
超临界流体萃取在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。
在食品工业中，超临界流体萃取可以用于提取植物原料中的营养成分、天然色素等；在医药领域，超临界流体萃取可以用于药物的提取、分离和纯化；在化工领域，超临界流体萃取可以用于分离混合物、回收溶剂等。
相比传统的溶剂萃取方法，超临界流体萃取具有许多显著的优点。
首先，超临界流体具有较低的粘度和表面张力，使其能够渗透到微观孔隙中，提高了质量传递速率。
其次，超临界流体的物理性质可以通过改变温度和压力来调节，从而实现对溶剂-物质相互作用的控制。
再次，超临界流体具有较低的表面张力，溶解度可以在较宽的范围内调节，从而实现对目标物质的选择性分离。
最后，超临界流体萃取过程中不使用有机溶剂，减少了有机排放和环境污染。
然而，超临界流体萃取技术也存在一些挑战和限制。
首先，由于超临界流体的物理性质受温度和压力的影响较大，操作条件较为苛刻。
其次，超临界流体的设备和操作成本较高，限制了其在工业生产中的应用。
此外，超临界流体萃取的工艺参数和操作条件的选择需要经验和专业知识的支持。
超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术概述超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体作为溶剂的分离技术。
超临界流体是介于气体和液体之间的一种物质状态，在超临界状态下具有较高的溶解能力和扩散性能，因此被广泛应用于化工、制药、食品等领域的分离与提纯过程中。
本文将介绍超临界流体的基本概念、特点以及在萃取过程中的应用。
同时，还将探讨超临界流体萃取技术的优点和局限性，并结合实际案例进行分析。
超临界流体的基本概念超临界流体指的是在临界点之上的高压高温条件下，流体达到临界状态。
在超临界状态下，物质的密度和粘度等性质与传统液体和气体有明显差异，具有较高的溶解能力和扩散性能。
常用的超临界流体包括二氧化碳、水蒸汽、乙烯等。
与传统的有机溶剂相比，超临界流体作为溶剂具有以下优点：•高溶解能力：超临界流体的溶解能力比传统有机溶剂高，可以溶解更多的物质。
•可控性强：通过调节温度和压力等条件，可以控制溶解度和提取速度。
•萃取效率高：超临界流体在溶解物质后，可以通过调节温度或者减压来实现溶剂的快速脱失，从而提高萃取效率。
•环保可持续：超临界流体一般是可再生的，可以循环利用。
超临界流体萃取技术的应用超临界流体萃取技术在许多领域都得到了广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：化工领域超临界流体萃取技术在化工领域用于分离和纯化特定化合物，常见的应用包括：•油脂提取：利用超临界流体（常用的是二氧化碳）可以高效地从植物油中提取脂肪酸、甘油等有机成分，用于制备食用油或者化妆品等产品。
相比传统的溶剂提取方法，超临界流体提取技术更加环保，不会产生有机溶剂残留。
•天然色素提取：超临界流体提取技术也可以应用于从天然植物中提取色素，用于食品、化妆品和纺织品等行业。
•聚合物分离：超临界流体还可以用于聚合物的分离和纯化，提高聚合物的纯度和质量。
制药领域在制药领域，超临界流体萃取技术被广泛应用于药物分离、纯化和微粒制备等方面，常见的应用包括：•天然药物提取：超临界流体提取技术可以高效地从天然植物中提取药物成分，用于药物生产和研发。
超临界流体萃取技术在中药提取中的应用
超临界流体萃取技术在中药提取中的应用随着人们对健康的重视和传统药物的流行，中药在生活中扮演更为重要的角色。
中药的提取过程中，如何更好地提取药效成为了研究的热点。
本文将会介绍一种先进的提取技术——超临界流体萃取技术，并探讨其在中药提取中的应用。
一、超临界流体萃取技术简介超临界流体萃取技术（Supercritical Fluid Extraction，简称SFE），是一种绿色化学提取工艺，其特点在于不使用有机溶剂，而是利用特定条件下物质达到临界点时产生的超临界流体进行分级萃取的一种方法。
所谓超临界，是指在某一温度和压力下，在该状态下的物质不再像气态或液态一样，而是不具有严格定义的状态，而在一定范围内流动性、扩散性、介电常数等物理性质都会变化。
这种物质既有液体的媒体性质，又具有气体的性质，可以在合适的条件下通过改变压力、温度等条件，使得不同基础物质的挥发率有不同的质量转移程度，从而实现药物成分的分离和提取。
二、超临界流体萃取技术在中药提取中的优势1. 提取效率高超临界流体可以以液态形式分子形态进入样品中，绕过其表层存于样品内部，有效提高了原本固体表面提取效率，并且因为提取速度快，效果好，所以可以节省很多的提取时间。
2. 重金属等污染物去除率高使用过的超临界流体可以被完全排放和回收，不会造成环境污染。
同时，与传统提取方法不同的是，超临界流体可以接触到样品中的大分子羟基、氧化羰基、硫醇基等化学基团，提高了提取效果，同时对中药中含有的污染物如重金属等，有较高的去除率，有效改善了中药的品质。
3. 营养价值保留度高超临界流体提取技术的提取温度一般不超过室温，可以保护一些因传统炮制、提取过程老化而改善中药营养价值和药效的核心物质，有效防止了药物成分的降解、氧化等过程，从而能够提高中药的营养价值的保留度。
4. 原材料消耗少传统提取方法中普遍需要很多有机溶剂，如乙酸乙酯、甲醇、丙酮等，而超临界流体萃取则不需要或者使用量大大减少。
超临界流体萃取技术
在食品分析方面的应用： 7 在食品分析方面的应用 ： 1988年,国际上推出 了第一台商品化的超临界流体萃取(SFE)仪, 早期 主要用于食品分析,如食用香料,脂肪油脂,维生素 等,采用超临界技术分析,能节省时间,节约化学试 剂,排除溶剂干扰,减少人身伤害。紫外(UV)和常 压化学解离质谱法(APCIMS) 的填充柱超临界流 体色谱法(PS-FC),是鉴别和定量测定β-兴奋剂的 通用方法,对于牛肝样品的β-兴奋剂,该法显示出 良好的回收率和较低的交量(RSD <15%) ,此法还 可用于双氯醇胺和柳丁氨醇的测定。对于农药 残留的测定,特别是水中碳硫化合物的测定,超临 界萃取法比较迅速 。对于中药有效成分的分析, 超临界萃取也有应用。
啤酒花有效成分的提取： 2 啤酒花有效成分的提取：1982 年,西德 HEG 公司建造的工业规模超临界萃取啤 酒花生产线投入生产。用有机溶剂萃取 的啤酒花萃取液,色泽暗绿,成分复杂,且残 留有机溶剂。如采用CO2 超临界萃取,萃 取液颜色为橄榄绿色,不仅萃取率高,芳香 成分也不被氧化,而且可避免萃取农药。
一、超临界流体萃取的原理
超临界流体(SCF)是指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc) 以上，其物理性质介于气体与液体之间的流体。这种 流体(SCF)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。溶质在某溶剂中的溶 解度与溶剂的密度呈正相关，溶质在SCF中的溶解度也 与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密 度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提 取各种类型化合物的目的。
植物油脂的萃取： 3 植物油脂的萃取：油茶是我国重要的木本 食用油料,我国传统的茶油制取一般采用压 榨法和浸出法,前者残油率高,后者味差色深。 如用超临界CO2 萃取,所得油的颜色、外观, 理化指标均优于溶剂法,且提取率高,杂质少, 水分低,无需精炼。与此相类似的还有利用 超临界萃取豆油、菜籽油、米糠油、棕榈 油、茶籽油、玉米胚芽油、杏仁油、紫苏 油、花生油、山苍子油。另外,采用超临界 萃取技术提取微生物油脂也是近年来研究 的热点,如孢霉菌丝体油脂提取的研究已取 得进展。
超临界流体萃取技术
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可以作为超临界流体的物质虽然多，但仅 有极少数符合要求。临界温度在0～100℃ 以内、临界压力在2～10Mpa以内。
且蒸发潜热较小的物质有二氧化碳 （ TC31.3℃ 、 pC7.15Mpa 、 蒸 发 潜 热 25.25kJ/mol ） 、 丙 烷 （ TC96.8℃ 、 pC4.12Mpa、蒸发潜热15.1kJ/mol）。
而且温度对溶解度的影响还与压力有密切的关系： 在压力相对较低时，温度升高溶解度降低；而在
压力相对较高时，温度升高二氧化碳的溶解能力 提高。
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3. 二氧化碳流量的影响
二氧化碳的流量[升/(秒·千克原料)]的变化对超 临界流体萃取过程的影响较复杂。
加大CO2流量，会产生有利和不利两方面的影响。
超临界二氧化碳萃取过程受很多因素的影 响，包括被萃取物质的性质和超临界二氧 化碳所处的状态等。
这些影响因素(如二氧化碳的温度、压力、 流量、夹带剂；样品的物理形态、粒度、 黏度等)交织在一起使萃取过程变得较为复 杂。
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1.萃取压力的影响
压力是超临界二氧化碳萃取过程最重要的参数之一。 萃取温度一定时，压力增加，液体的密度增大，在临界压力附
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2. 萃取温度的影响
萃取温度是超临界二氧化碳萃取过程的另一个重 要因素。
温度对提高超临界流体溶解度的影响存在有利和 不利两种趋势。
一方面，温度升高，超临界流体密度降低，其溶 解能力相应下降，导致萃取数量的减少；
但另一方面，温度升高使被萃取溶质的挥发性增 加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓 度，从而使萃取数量增大。
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5. 物理形态
被萃取原料可能是固体、液体或气体。 其中固体原料被研究得最多。
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EPA(二十碳五烯酸)是有五个双键的多元
不饱和脂肪酸(C20H30O2)
DHA(二十二碳六烯酸)是有六个双键的多元
不饱和脂肪酸(C22H32O2)
山西省洪洞飞马集团公司(原洪洞县洗煤厂)与
中国科学院山西煤炭化学研究所合作,于1998年投
资4000万元,引进意大利Fedgari公司超临
界CO2萃取装置,制备DHA和EPA等生物活性物质, 国
专题讲座 希望抛砖引玉!
>>记好笔记
2020/4/19
超临界流体萃取技术
(Supercritical Fluid Extraction,SFE)
第一部分 前言
第二部分 临界和超临界简介
第三部分 超临界流体萃取技术
第四部分 超临界流体萃取的特点
第五部分 超临界CO2流体萃取部分装置
实物图
第六部分 超临界CO2萃取的影响因素
第七部分 超临界流体萃取的应用
第一部分 前言
高中教材有机化 学选修5结束语中 用很长篇幅介绍了 超临界流体萃取, 并从绿色溶剂的角 度叙述了其运用、 优点和发展前景。 结合教材的其他内 容,我根据自身经 历,整理出一些基 础知识,希望对同 事、同学们有所帮 助。
高中教材选修5 Page 75 资料卡片 鱼油 EPA 和 DHA两种不饱和脂肪酸。DHA和EPA即二十碳 五烯酸以及二十二碳六烯酸,其烯键即碳碳双键化学 结构很不稳定,容易被氧化。EPA和DHA同属于Ω-3系 列多不饱和脂肪酸,是人体自身不能合成但又不可缺 少的重要营养素,因此称为人体必需脂肪酸。 DHA是 大脑细胞形成发育及运作不可缺少的物质基础,起补 脑健脑以及提高视力,防止近视眼的作用。 DHA还是 母乳中必要成分,能增强人体免疫能力。。 EPA被称 为“血管清道夫”,包括高血压、高胆固醇、高血脂 、脑血管障碍、心肌梗塞、动脉硬化、青光眼、白 内障等症状有效,它具有疏导清理心脏血管的作用, 从而防止多种心血管疾病。
意大利Fedgari公司超临界CO2萃取装置
第二部分 临界和超临界简介
物质有三种状态: 气态、液态、固态 流体状态
物质的第四态:超临界状态
临界温度:每种物质都有一个特定 温度,在这个温度以上,无论怎样增 大压强,即使密度与液态接近,气态 物质也不会液化。这个温度称为物 质的临界温度。
临界压力:与临界温度相对应的压 力称为临界压力。
3 扩散系数比气体小,但比液体高一到 两个数量级,具有很强的渗透能力
4 SCF的介电常数,极化率和分子行为 都与气液两相均有明显差别
•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
第三部分 超临界流体萃取技术
超临界流体萃取定义
(Supercritical Fluid Extraction,SFE)
(0.6-2) ×10-3 0.6-1.6 0.2-0.9
(1-3) ×10-4 (0.2-3) ×10-2 (1-9) ×10-4
0.1-0.4 (0.2-2) ×10-5 (2-7) ×10-4
超临界流体的性质
1 密度类似液体,因而溶剂化能力很强。 密度越大溶解性能越好
2 粘度接近于气体,具有很好的传递性 能和运动速度
冷箱
夹 带
釜
化 碳
贮
剂 罐
气
瓶罐
高压泵
分
解
解
析
析
离
釜
釜
柱
流程简介
•将萃取原料装入萃取釜。采用二氧化碳为超临界溶剂。二氧化碳 气体经热交换器冷凝成液体,用加压泵把压力提升到工艺过程所需 的压力(应高于二氧化碳的临界压力),同时调节温度,使其成为超 临界二氧化碳流体。二氧化碳流体作为溶剂从萃取釜底部进入,与 被萃取物料充分接触,选择性溶解出所需的化学成分。含溶解萃取 物的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以 下进入分离釜(又称解析釜),由于二氧化碳溶解度急剧下降而析出 溶质,自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分,前者为过程产品,定 期从分离釜底部放出,后者为循环二氧化碳气体,经过热交换器冷 凝成二氧化碳液体再循环使用。整个分离过程是利用二氧化碳流 体在超临界状态下对有机物有特异增加的溶解度,而低于临界状态 下对有机物基本不溶解的特性,将二氧化碳流体不断在萃取釜和分 离釜间循环,从而有效地将需要分离提取的组分从原料中分离出来 。
临界点:物质处于临界状态下的温 度、压力点。
超临界区域:在压强温度图中, 高于临界温度和临界压力的区 域称为超临界区域。
超临界流体:处于超临界状态时, 气液界面消失,体系性质均一, 既不是气体也不是液体,呈流体 状态,故称为超临界流体
试剂 临界温度(℃)
CO2 甲烷
31.06 -83.0
丙烷
二氯二氟 甲烷
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。
内配套设计由中国科学院山西煤炭化学研究所刘黎( 研究员)、董桂燕 (总工程师)等设计完成。笔者当 时作为山西省洪洞飞马集团公司(原洪洞县洗煤厂) 项目技术负责人全程参与了项目的前期考察、设计 、引进、安装、调试、试生产等全部工作,为期3年 。
近年来,山西省在太原、运城芮城、临汾大宁等地 ,建成了多条超临界流体生产线。
❖ 基本工艺流程
超临界流体萃取的工艺流程一般是 由萃取(CO2溶解组分)和分离(CO2 和组分的分离)两步组成。
包括高压泵及流体系统、萃取系统 和收集系统三个部分
超临界流体萃取的简单流程萃分取离 Nhomakorabea釜
釜
热 交 换 器
CO2
热交换器 压缩机 过滤器 高压泵
超临界流体萃取的工艺流程
流量计
萃
高压泵
取
二 氧
甲醇
97.0 111.7 240.5
乙醚
193.6
临界压力(MPa) 7.38 4.6 4.26 3.99 7.99 3.68
超临界流体由于处于临界温度和临 界压力以上,其物理性质介于气体 与液体之间。
物质 密度(g/cm3) 粘度(g/cm/s) 扩散系数(cm2/s ) 状态
气态 液态 SCF