超临界萃取技术及其应用PPT教学课件
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SC- CO2萃取金属离于最显著的特点就是：萃取过程 中络合剂的引入．通常，络合则总是在静态条件下， 以远远大于金属有机配合物化学计量数的量溶解在SCCO2相中，然后，在动态条件下，随流动相进入萃取 耀，样品中金属离于与其络合形成金属有机配合物而 进入超临界流体相，经减压，超临界流体与金属有机 配合物分离，lI．流程图如下：
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
17 解吸釜
冷却器
(b) 等压法 T1<T2，P1=P2 1.萃取釜，2.加热器， 3.解析釜 4.高压泵 5.冷却器
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3．恒温恒压工艺（吸附剂法）。
图2(c)流程为恒温恒压萃取工艺，即萃取和分离在同样 的温度和压力下进行。该工艺分离萃取取物需要持殊 的吸附剂(如离于交换树脂、活性炭等)进行吸脱，一 般用于去除有害物质，如从茶叶中脱除咖啡因。有时 也称吸附剂法。 该工艺C02流体始终处于恒定的超临 界状态，十分节能。但若采用较贵的吸附剂，则要在 生产中增加吸附剂再生系统。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
SC- CO2萃取金属离于最显著的特点就是：萃取过程 中络合剂的引入．通常，络合则总是在静态条件下， 以远远大于金属有机配合物化学计量数的量溶解在SCCO2相中，然后，在动态条件下，随流动相进入萃取 耀，样品中金属离于与其络合形成金属有机配合物而 进入超临界流体相，经减压，超临界流体与金属有机 配合物分离，lI．流程图如下：
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
17 解吸釜
冷却器
(b) 等压法 T1<T2，P1=P2 1.萃取釜，2.加热器， 3.解析釜 4.高压泵 5.冷却器
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3．恒温恒压工艺（吸附剂法）。
图2(c)流程为恒温恒压萃取工艺，即萃取和分离在同样 的温度和压力下进行。该工艺分离萃取取物需要持殊 的吸附剂(如离于交换树脂、活性炭等)进行吸脱，一 般用于去除有害物质，如从茶叶中脱除咖啡因。有时 也称吸附剂法。 该工艺C02流体始终处于恒定的超临 界状态，十分节能。但若采用较贵的吸附剂，则要在 生产中增加吸附剂再生系统。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
超临界萃取技术PPT食品科学
超临界萃取技术的实验方法
welcome to use these PowerPoint templates, New 冷却水 Content design, 10 years experience 放空CO2
CO2
低温浴槽
高压泵
预热器
萃取器
分离器
产品
超临界萃取技术的流体材料
已研究过的萃取剂有多种，如：乙烯、乙烷、正戊烷、
啤酒花有效成分萃取： 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一酸。挥发油赋予啤酒特
有的香气，而α一酸在麦芽汁煮沸过程中将异 构化为异α一酸，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一酸的 萃取率可达95％以上。
黄酮类提取：
黄酮类化合物具有多种药理作用，对 这类物质进行分离是药物分析的一个重 要领域。国外学者用超临界萃取技术从 黄芩根中萃取黄芩甙和黄芩甙元，回收
性不高的物质具有局限性，因此在纯气体溶剂中
加人附加组分(即夹带剂)得到了广泛的研究。
夹带剂的作用： 大大增加被分离组分在气相中的溶解 度
可使溶质的选择性(分离因子)大大 提高
增加溶质溶解度对温度、压力的敏感 程度
临界萃取技术的特点
操作温度低，完好保持萃取物有效成分
产品收率和资源利用率高
工艺简单，效率高，无污染
超临界萃取技术
传统分离技术 超临界萃取技术的原理 超临界萃取技术的实验方法 超临界萃取技术的流体材料
超临界萃取技术的特点
超临界萃取技术在食品工业中的应用 超临界萃取技术的应用前景
传统分离技术
水蒸气蒸馏法
压榨法
有机溶剂萃取法
超临界萃取技术原理
超临界流体萃取技术是利用超临界流体的优异性质，在
超临界萃取ppt课件
3、从甘草中提取甘草素
T = 40oC, p = 35 MPa, 采用SCCO2 – C2H5OH – H2O体系作萃取剂
甘草素为白色针状结晶, 难溶于水, 能溶于乙醚，有抗氧、 抗过敏、抗霉菌、防止皮肤老化和有效清除超氧离子等 用。
4、青蒿素 （Artemisinin）
无色针状结晶，味苦， 熔点156-157℃，溶于 氯仿。由黄花蒿中分离 而得。抗疟药物，高效、 低毒、速效。目前，该 药物在疟疾发病率很高 的东南亚地区得到广泛 的应用。
蛋白质、树胶和蜡很难萃取。
（v）相对挥发度较大或极性（介电常数）有较大 差别时，可以在不同的压力下使混合物得到分馏。
夹带剂效应
增加溶解度 加入适量 为夹带剂（一般不超 过5% ) ，能使溶解度提高到10倍以上。
提高溶质的分离因子 增加溶质溶解度对温度、压力的敏感程度 可用作反应物 能改变溶剂的临界参数
具有低的沸点； 对所提取的物质要有较高的溶解度。
生物碱、类胡萝卜素是不溶的。
脂肪酸及其甘油三酯具有低的溶解性。然 而。单酯化作用可增强脂肪酸的溶解性。
超临界流体萃取:以茶叶为原料，以甲醇为改性剂在CO2的 超临界压力和温度条件下进行萃取。
第四节：超临界流体萃取的过程及操作特性
1、超临界流体萃取系统的组成
气体液体和超临界流体的物理性质气体液体临界体超临界体常温常压常温常压738mpap4p密度06103061602050409kgm粘度pas131040231021310439104扩散系数01104011090710702107041042104溶剂萃取超临界萃取溶剂残留不可避免完全无溶剂残留纯净存在重金属无重金属溶剂的溶解能力为定值溶解能力随温度和压力变化可能使用高温热敏物质分解通常在较低温度下不分解存在无机盐被萃取的问题无无机盐残留溶剂选择性差选择性好需额外的操作单元来脱除溶解在线分离有效物质收率高与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变动11超临界流体具有选择性溶解物质的能力并随着临界条件tp而变化
超临界萃取法课件
制备药物中间体
超临界萃取技术可用于制备药物 中间体，如手性化合物、高纯度 化学原料等，提高药物的质量和 纯度。
药物合成
超临界萃取技术可以用于药物合 成过程中的反应介质和产物分离 ，简化分离步骤，提高合成效率 。
在食品工业的应用
食品风味成分提取
食品添加剂合成
超临界萃取技术可用于提取食品中的 风味成分，如咖啡、茶、香料等，保 持食品原有风味。
总结词：原料粒度对传质速率有影响，应根据实际情况选择合适的粒度范围。
萃取时间
萃取时间也是影响超临界萃取效率的因素之一。在一定时间内，随着萃取的进行，溶质的溶解和扩散 逐渐趋于平衡，萃取效率不再明显提高。因此，选择合适的萃取时间对于提高效率和节省成本至关重 要。
总结词：在保证溶质充分溶解和扩散的前提下，应尽量缩短萃取时间以提高效率和降低成本。
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特点与优势
特点
超临界萃取技术具有萃取效率高、操作条件温和、对环境友好、可实现工业化生产等特点。
优势
与其他传统分离技术相比，超临界萃取法具有较高的选择性、较低的能耗和溶剂消耗、操作简便等优 势。此外，该技术还可以用于提取一些传统方法难以处理的物质，如热敏性物质和易氧化物质。
02
超临界萃取流程
萃取流程
节能技术
采用先进的节能技术，降 低超临界萃取过程的能耗 。
资源回收利用
实现超临界萃取过程中资 源的回收和再利用，提高 资源利用率。
拓展应用领域
生物医药领域
超临界萃取技术在生物医 药领域的应用，如天然产 物的提取和药物制备。
环境治理领域
利用超临界萃取技术处理 环境污染问题，如土壤修 复和水处理。
食品工业领域
01
超临界萃取的应用PPT课件
食品方面的应用
伴随着人类社会的进步，饮食文化的内涵 不断丰富，人们对食品提出了营养性、方 便性功能性等更多的要求，同时还越来越 强调其安全性。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业化，集 中用在脱咖啡因、啤酒花有效成分萃取、 植物油脂的萃取、色素的分离等方面。
脱咖啡因
咖啡中含有的咖啡因，多饮对人体有害，因此必 须从咖啡中除去。工业上传统的方法是用二氯乙 烷来提取，但二氯乙烷不仅提取咖啡因，也提取 掉咖啡中的芳香物质，而且残存的二氯乙烷不易 除净，影响咖啡质量。西德Max-plank煤炭研究 所的Zesst博士开发的从咖啡豆中用超临界二氧化 碳萃取咖啡因的专题技术，现已由西德的Hag公 司实现了工业化生产，并被世界各国普遍采用。 这一技术的最大优点是取代了原来在产品中仍残 留对人体有害的微量卤代烃溶剂，咖啡因的含量 可从原来的1%左右降低至0.02%，而且CO2的良 好的选择性可以保留咖啡中的芳香物质。
青蒿素的萃取
青蒿素来自菊科植物黄花蒿（Artemisia annua）的 一种倍半萜内酯类成分，是我国唯一得到国际承认的抗 疟新药。
然而本应属于中国的东西，中国仅占国际市场份额 的0.5%。传统的汽油法存在收率低、成本高、存在易 燃易爆等危险，用SFE工艺，从0.1升、5升设备小试到 25升、50升设备中试放大，一直到200升设备的工业化 生产证明，超临界CO2萃取工艺可用于青蒿素的生产， 青蒿素产品符合中国药品标准。超临界CO2萃取工艺比 传统法（如汽油法）优越，产品收率提高1.9倍，生产 周期缩短约100小时，成本降低447/Kg，可节省大量的 有机溶剂汽油
➢ 邓永智等采用自制的 CO2超临界流体萃取系统提 取了银杏叶中聚戊烯醇酯,考察了温度、压力、流 速及时间等因素对提取效率的影响,确定了最佳的 超临界流体提取条件。实验结果表明,CO2超临界
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此外，萃取过程的时间及吸收管的温度，也 会影响萃取的效率及吸收效率。
萃取时间取决于两个因素：A、被萃取组分 在超临界流体中的溶解度。溶解度越大，萃取效 率越高，速度度也越快，所需萃取时间就短；B、 被萃取组分在基体中的传质速率。速率越大，萃 取效率就高，萃取速度就快，萃取所需时间就越 短。收集器或吸收管的温度影响回收率是因为萃 取出的溶质溶解或吸附在吸收管内，会放出吸附 或溶解热，因此，降低温度有利于提高收集率。
循环法其本质是动态法和静态法的结合。它 首先将超临界流体充满样品萃取管，然后用循环 泵使样品萃取管内的超临界流体反复、多次经过 管内的样品进行萃取，最后进入吸收管，因此， 它比静态法萃取效率高，又能萃取动态法不适用 的样品，适用范围广。
四、应用
1. 超临界流体萃取最适合于固体和半固体样品的 萃取。水在超临界CO2中有较高的溶解度（约0.3 ％），除少量液态样品可直接萃取外，大多数液 体及气体应首先进行固相吸附或膜预处理，然后 再按固态样品方式进行萃取。
常用萃取剂
» 极性萃取剂：乙醇、甲醇、水（难） » 非极性萃取剂：二氧化碳（易）
超临界二氧化碳临界点：Tc=31.26℃、Pc=7.38MPa
优点：
–临界条件温和 –产品分离简单 –无毒、无害 –不燃 –无腐蚀性 –价格便宜
缺点：设备投资大
SCF-CO2萃取流程
SCF-CO2萃取基本工 艺流程
超临界萃取工艺过程 主要由萃取釜和分离 釜二部分组成，并适 当配合压缩装置和热 交换设备所构成。
2. 超临界流体萃取的流程
（1）恒压升温流程
利用不同温度下物质溶 解度的差别进行物质的萃取或 反萃。所谓恒压是指在萃取器 和分离器中流体的压力基本一 致。如附图(a)所示,超临界流体 在萃取柱中萃取了产物后，在 加热器升温使流体密度减小， 溶解度降低。析出的萃取产物 从分离器底部排出，而超临界 流体以压缩机加压，经换热器 冷却至适宜的萃取温度，再去 萃取柱循环使用。
《超临界萃取技术及其应用》课件
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3.一种新的单元操作 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 气压)的不同来实现分离的，而SFE则是通过调节C02的 压力和温度来控制溶解度和蒸气压这两个参数来进行 分离的，故超临界C02萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的两 种功能和特点．从它的特性和完整性来看．可相当于 一种新的单元操作。
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
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3、超临界C02的萃取特性
(1)溶解特性 超临界C02是一种非极性流体，符合相似 相溶的原理。其溶解力随物质极性的减弱而增大，随 物质分子量的增大而减弱。一般地表现为，对分子量 小，极性弱的物质易溶解，对分子量较大，极性较强 的物质难溶解，对分子量高，强极性的物质，如氨基 酸、蛋白质、糖和无机盐等则不溶解。在实际应用中， 有时根据需要向超临界C02中加入助溶剂，来调整其溶 解力。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
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3.一种新的单元操作 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 气压)的不同来实现分离的，而SFE则是通过调节C02的 压力和温度来控制溶解度和蒸气压这两个参数来进行 分离的，故超临界C02萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的两 种功能和特点．从它的特性和完整性来看．可相当于 一种新的单元操作。
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
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3、超临界C02的萃取特性
(1)溶解特性 超临界C02是一种非极性流体，符合相似 相溶的原理。其溶解力随物质极性的减弱而增大，随 物质分子量的增大而减弱。一般地表现为，对分子量 小，极性弱的物质易溶解，对分子量较大，极性较强 的物质难溶解，对分子量高，强极性的物质，如氨基 酸、蛋白质、糖和无机盐等则不溶解。在实际应用中， 有时根据需要向超临界C02中加入助溶剂，来调整其溶 解力。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
第三章 超临界流体萃取技术ppt课件
三、超临界流体的工艺流程
萃
分
取
离
釜
釜
热 交 换 器
热交换器 压缩机或泵 过滤器
CO2
图2 超临界CO 2萃取的基本流程
超临界流体萃取的基本流程
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三、超临界流体的工艺流程
1、等温变压法：整个过程温度基本不变，
压力变化，如图所示。此流程易于操作，应用 最为广泛，而且适于对温度有严格限制的物质 的萃取过程，但因萃取过程有不断的加减压步 骤，能耗较高。
第四章 超临界流体萃取技术
(supercritical Fluid Extraction SFE)
主要内容 ➢超临界流体的概念 ➢超临界流体萃取的基本原理及特征 ➢超临界流体的工艺流程 ➢超临界流体在食品工业中的应用
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一、超临界流体的相关概念
1、稳定的纯物质的几种存在状态
固、液、气：
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（3）超临界流体的溶解能力
在临界点附近（即适宜的操作区域）， 改变温度或压力都会明显的改变超临界 流体的密度，也就改变了溶解度。
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二、超临界流体萃取的基本原理及特征
1、超临界萃取定义：以超临界流体为萃取剂， 在临界温度和临界压力附近的条件状态下，从 液体或固体物料中萃取出待分离的组分。
4、去除烟草中的尼古丁 5、香料的提取 6、生化制品：氨基酸、蛋白质、酶、多 肽、柠檬油、胡椒碱等
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思考题
1、临界状态及临界温度、临界压力和临 界密度的概念。 2、超临界流体及其特性。 3、超临界流体萃取的原理、特点及典型 的工艺流程。
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(3)助溶剂对溶解力的影响
向超临界CO2流体中加入一定量的水、甲醇、乙酸、醋 酸乙酯等物质或者是它们的混合物，可以增加溶解力， 从而改变对所萃取物质的选择性。如在超临界CO2流体 中加入总体积50~60％的甲醇后，即可以从浓度为1~3％ 的发酵液中苹取L一脯氨酸，收率可达50％以上。 但 在使用助溶剂的时候，要注意助溶剂的分离和残留。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
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(2)粘度接近于气体。超临界CO2的粘度为(3 9)×108Pa·s，接近于常温常压下的气体的粘度(1-3)×10 8Pa·s ，故其输送动力消耗远低于液体。
(3)扩散系数远大于液体。超临界CO2的扩散系数为(0.2 0.7)×10-7m2／s，液体的为(0.2 0.7)× 10-9m2／s液体 约为的100倍。故其传质速度远大于液体，可以较诀地 达到萃取相平衡，从而大大提高萃取效率。 在常温 常压下的气体、液体和超临界流体的几种物理性质如 表1所示。
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三、超临界C02萃取工艺
超临界C02 萃取工艺是在特定的温度和压力下，先使 C02 变成为高密度超临界流体，然后对原料进行萃取， 达到萃取平衡后，再通过温度或压力的变化对所萃取 的物质进行分离，并进行C02的循环利用，整个工艺过 程可以是连续的、半连续的或间歇的。根据分离条件 的不同，超临界C02萃取有三种典型的流程，如图2所 示。
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
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简介
超临界CO2萃取(Supercrifrae CO2Extrction)是利用超临 界状态下的CO2流体作为萃取溶剂，从液体或固体物料 中萃取出某种或某些组份，而进行物质分离的一种新型 分离技术。该技术国际上自六十年代开始研究，在七十 年代末在工业上得到应用。随着对其基础理论、应用技 术和工艺装备的深入研究与开发，与传统的蒸馏、萃取 等分离技术相比，越来越清楚地显示出其在技术上的先 进性和经济上的竞争力，受到了越来越多的科研、设计 和生产单位的关注和重视，应用领域不断扩大。
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3、超临界C02的萃取特性
(1)溶解特性 超临界C02是一种非极性流体，符合相似 相溶的原理。其溶解力随物质极性的减弱而增大，随 物质分子量的增大而减弱。一般地表现为，对分子量 小，极性弱的物质易溶解，对分子量较大，极性较强 的物质难溶解，对分子量高，强极性的物质，如氨基 酸、蛋白质、糖和无机盐等则不溶解。在实际应用中， 有时根据需要向超临界C02中加入助溶剂，来调整其溶 解力。
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一、超临界C02萃取技术的基本原理
按热力学原理，当物质所处的温度T大于其固有的临界 温度Tc，且同时压力P大于其固有的临界压力Pc时，该 物质即处于超临界状态。在此状态下，物质的气态和 液态相界消失，故称为超临界状态。这是一种可压缩 的高密度流体，是通常所说的气、液、固以外的第四 态，它的分子间力很小，类似气体。它的密度可以很 大，接近液体，所以这是一个气液不分的状态，没有 相界面．也就没有相际效应．有助于提高萃取效率和 大幅度节能。在实际应用中，作溶剂的超临界状态必 须处于高压或高密度下，以具备足够的萃取能力，故 又称为稠密气体。 C02的超临界温度Tc＝31℃，超临 界压力Pc＝7 .13MPa其相平衡图如图1所示。
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3.一种新的单元操作 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 气压)的不同来实现分离的，而SFE则是通过调节C02的 压力和温度来控制溶解度和蒸气压这两个参数来进行 分离的，故超临界C02萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的两 种功能和特点．从它的特性和完整性来看．可相当于 一种新的单元操作。
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(2)溶解力与P．T的关系 超临界CO2的溶解力受P和T的 影响较大。压力P增加，超临界C02的密度增加，溶解 力也相应增加，其实验的结果也是如此。以超临界 CO2 萃取沙棘油为例，T＝39℃，P＝15MP。时，油的 收率为88.0％，同样温度下，增加压力P＝25MPa时， 油的收率增加到90.7％。但一般当压力在40MP。时， 超临界CO2 ，的溶解力就达到了实际所能获得的最高 限。
时可满足对热敏性物质保护提取的要求。 由于上述 特点， CO2是目前使用最多，应用最广泛的超临界流 体。
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2.超临界CO2的物化特性
超临界CO2与气体和液体CO2相比，有如下物化特性。这 些物化特性决定了超临界CO2流体。兼具了气体和液体优 点，它在萃取性能上超过气体或液体。
（1）密度接近于液体。在超临界区的CO2 ，其密度为 (0.2O. 9)×103kg／m3，接近于常温常压下的液体的密度 (0.6 1.6)× 103kg／m3 ，故其具有不低于或接近普通液体 的溶解能力。
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(1) CO2来源广，价格低廉。从合成氨工厂和发酵工业装 置中可以很方便地得到CO2 ，因此CO2具有原料优势
(2) CO2 不燃烧，不助燃，故使用操作安全。 (3) CO2无毒，易挥发，不会残留，因而可满足人们对安
全卫生的要求。 (4) CO2对设备无腐蚀性，可降低设备维护维修费用，延
长设备寿命。 (5) CO2的临界温度低，接近常温，使整个工艺节能，同
(3)助溶剂对溶解力的影响
向超临界CO2流体中加入一定量的水、甲醇、乙酸、醋 酸乙酯等物质或者是它们的混合物，可以增加溶解力， 从而改变对所萃取物质的选择性。如在超临界CO2流体 中加入总体积50~60％的甲醇后，即可以从浓度为1~3％ 的发酵液中苹取L一脯氨酸，收率可达50％以上。 但 在使用助溶剂的时候，要注意助溶剂的分离和残留。
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处于超临界状态的C02即具有选择溶解其它物质的能力。 通过调整适当的温度和压力可选择性地萃取物质。然 后再经减压、升温或吸附，使溶解在超临界CO2中的被 萃取物与CO2分离，从而达到分离和提纯的目的。
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二、超临界C02及其萃取技术的主要特点
1.CO2的物质特点： 与通常采用的超临界流体 物质，如N2、N20、CH4、C2H4、等相比，CO2 有如下特点：
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(2)粘度接近于气体。超临界CO2的粘度为(3 9)×108Pa·s，接近于常温常压下的气体的粘度(1-3)×10 8Pa·s ，故其输送动力消耗远低于液体。
(3)扩散系数远大于液体。超临界CO2的扩散系数为(0.2 0.7)×10-7m2／s，液体的为(0.2 0.7)× 10-9m2／s液体 约为的100倍。故其传质速度远大于液体，可以较诀地 达到萃取相平衡，从而大大提高萃取效率。 在常温 常压下的气体、液体和超临界流体的几种物理性质如 表1所示。
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三、超临界C02萃取工艺
超临界C02 萃取工艺是在特定的温度和压力下，先使 C02 变成为高密度超临界流体，然后对原料进行萃取， 达到萃取平衡后，再通过温度或压力的变化对所萃取 的物质进行分离，并进行C02的循环利用，整个工艺过 程可以是连续的、半连续的或间歇的。根据分离条件 的不同，超临界C02萃取有三种典型的流程，如图2所 示。
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因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得 及保持这样高的压力所增的投资和操作费用来说就不 经济了。
温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且 较压力影响明显。仍以超临界CO2 萃取沙棘油为例。 F＝30MPa，T＝32℃时，沙棘油的收率为90.1%，当 温度升高T＝40℃，油的收率提高到92.1％．但温度的 升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。
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简介
超临界CO2萃取(Supercrifrae CO2Extrction)是利用超临 界状态下的CO2流体作为萃取溶剂，从液体或固体物料 中萃取出某种或某些组份，而进行物质分离的一种新型 分离技术。该技术国际上自六十年代开始研究，在七十 年代末在工业上得到应用。随着对其基础理论、应用技 术和工艺装备的深入研究与开发，与传统的蒸馏、萃取 等分离技术相比，越来越清楚地显示出其在技术上的先 进性和经济上的竞争力，受到了越来越多的科研、设计 和生产单位的关注和重视，应用领域不断扩大。
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3、超临界C02的萃取特性
(1)溶解特性 超临界C02是一种非极性流体，符合相似 相溶的原理。其溶解力随物质极性的减弱而增大，随 物质分子量的增大而减弱。一般地表现为，对分子量 小，极性弱的物质易溶解，对分子量较大，极性较强 的物质难溶解，对分子量高，强极性的物质，如氨基 酸、蛋白质、糖和无机盐等则不溶解。在实际应用中， 有时根据需要向超临界C02中加入助溶剂，来调整其溶 解力。
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一、超临界C02萃取技术的基本原理
按热力学原理，当物质所处的温度T大于其固有的临界 温度Tc，且同时压力P大于其固有的临界压力Pc时，该 物质即处于超临界状态。在此状态下，物质的气态和 液态相界消失，故称为超临界状态。这是一种可压缩 的高密度流体，是通常所说的气、液、固以外的第四 态，它的分子间力很小，类似气体。它的密度可以很 大，接近液体，所以这是一个气液不分的状态，没有 相界面．也就没有相际效应．有助于提高萃取效率和 大幅度节能。在实际应用中，作溶剂的超临界状态必 须处于高压或高密度下，以具备足够的萃取能力，故 又称为稠密气体。 C02的超临界温度Tc＝31℃，超临 界压力Pc＝7 .13MPa其相平衡图如图1所示。
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3.一种新的单元操作 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 气压)的不同来实现分离的，而SFE则是通过调节C02的 压力和温度来控制溶解度和蒸气压这两个参数来进行 分离的，故超临界C02萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的两 种功能和特点．从它的特性和完整性来看．可相当于 一种新的单元操作。
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(2)溶解力与P．T的关系 超临界CO2的溶解力受P和T的 影响较大。压力P增加，超临界C02的密度增加，溶解 力也相应增加，其实验的结果也是如此。以超临界 CO2 萃取沙棘油为例，T＝39℃，P＝15MP。时，油的 收率为88.0％，同样温度下，增加压力P＝25MPa时， 油的收率增加到90.7％。但一般当压力在40MP。时， 超临界CO2 ，的溶解力就达到了实际所能获得的最高 限。
时可满足对热敏性物质保护提取的要求。 由于上述 特点， CO2是目前使用最多，应用最广泛的超临界流 体。
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2.超临界CO2的物化特性
超临界CO2与气体和液体CO2相比，有如下物化特性。这 些物化特性决定了超临界CO2流体。兼具了气体和液体优 点，它在萃取性能上超过气体或液体。
（1）密度接近于液体。在超临界区的CO2 ，其密度为 (0.2O. 9)×103kg／m3，接近于常温常压下的液体的密度 (0.6 1.6)× 103kg／m3 ，故其具有不低于或接近普通液体 的溶解能力。
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(1) CO2来源广，价格低廉。从合成氨工厂和发酵工业装 置中可以很方便地得到CO2 ，因此CO2具有原料优势
(2) CO2 不燃烧，不助燃，故使用操作安全。 (3) CO2无毒，易挥发，不会残留，因而可满足人们对安
全卫生的要求。 (4) CO2对设备无腐蚀性，可降低设备维护维修费用，延
长设备寿命。 (5) CO2的临界温度低，接近常温，使整个工艺节能，同