超临界CO2溶剂
超临界CO2萃取
基本工艺流程
2.4 超临界二氧化碳萃取的影响因素
压力 温度 流量 夹带剂 粒度
2.4.1 萃取压力的影响
物质处于临界状态时，其密度对压力的变化比较敏感，即当 提取温度T与临界温度Tc的比值在1-1.2（1<T/TC），压力的较小 改变会引起流体密度有较大的变化，而密度的增加将引起溶解度 的提高，因此可调节流体对溶质的溶解能力，以达到分离的目的。
提取和分离一体，提取后马上分离，效率高。
在萃取过程中，SFE的萃取效率是由SCF的溶剂力、溶质的特 性、溶质—基体结合状况决定的。因而在选择萃取条件时，一方 面要考虑溶质在SCF中的溶解度，另一方面也要考虑溶质从样品基 体活性点脱附并扩散到SCF中的能力与速度。
2.2 超临界流体萃取技术的特点
1.超临界流体具有良好的渗透性和溶解性，可从固体或粘稠的原料中快速 萃取有效成分。提取有效成分的效率高，为传统生产工艺的2-10倍。
2.4.2 萃取温度的影响
一方面，温度升高，超临界流体的密度降低，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流体中的浓度，从而使萃取数量增大。
通过实验，人们还发现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（28MPa以下），温度升高溶解度降低； 而在压力较高时（28MPa以上），温度升高二氧化碳的溶解能力提 高。
超临界二氧化碳萃取的产品必须是“以质取胜”，必 须具备其他提取技术不可替代的优越性。一般说来，超临 界二氧化碳萃取主要是提取一些附加值高和产量大的产品， 在质量领先的前提下，尽量降低成本中的设备折旧费的比 例，以使该技术的优势得到较好的发挥。
超临界萃取实验报告
超临界萃取实验报告超临界萃取实验报告摘要：本实验旨在研究超临界萃取技术在提取天然产物中的应用。
通过使用超临界CO2作为溶剂，对某种天然植物中的有效成分进行提取，并对提取效果进行评估。
实验结果表明，超临界萃取技术在提取天然产物中具有高效、环保等优势，对于制备高纯度的天然成分具有重要意义。
引言：超临界萃取是一种基于超临界流体的提取技术，其在分离纯化天然产物中具有广泛应用。
超临界流体是指在临界温度和临界压力下，气体和液体的性质同时存在的状态。
超临界CO2是最常用的超临界流体之一，由于其低毒性、无残留、易回收等特点，成为了天然产物提取的理想溶剂。
实验方法：1. 准备样品：选择某种天然植物作为样品，将其研磨成细粉。
2. 超临界萃取装置：使用超临界萃取设备，将CO2加压至超临界状态。
3. 萃取过程：将样品放入超临界萃取器中，以一定温度和压力下进行萃取。
4. 分离回收：通过减压和降温，将提取物和溶剂分离，并回收溶剂。
实验结果：通过超临界萃取技术，我们成功地从天然植物中提取出目标成分，并对提取物进行了分析。
实验结果显示，超临界CO2对于提取目标成分具有较高的选择性和提取效率。
此外，由于超临界CO2的低温性质，提取物中的热敏性成分得到了有效保护，保持了其活性和稳定性。
讨论：超临界萃取技术相比传统的有机溶剂提取具有许多优势。
首先，超临界CO2是一种无毒、无污染的溶剂，对环境友好。
其次，超临界CO2易于回收，可以循环利用，降低了成本。
此外，超临界CO2的温度和压力可以调节，适用于不同成分的提取。
因此，超临界萃取技术在制备高纯度的天然产物中具有广阔的应用前景。
结论：本实验通过超临界萃取技术成功地提取出了天然植物中的目标成分，并对其进行了分析。
实验结果表明，超临界CO2具有高效、环保等优点，适用于提取天然产物中的有效成分。
超临界萃取技术在制备高纯度的天然产物中具有重要意义，对于开发天然药物、食品添加剂等具有广泛的应用前景。
超临界CO2萃取技术在化妆品制备中的应用
超临界CO2萃取技术在化妆品制备中的应用近年来，超临界CO2（超临界流体技术）萃取技术被广泛应用于各个领域中。
其中，它在化妆品制备中的应用越来越受到人们的关注。
这种高效、绿色的技术不仅可以提高化妆品萃取效率，还可以保证精细的成分，为化妆品行业的发展带来新的转折点。
一、超临界CO2萃取技术的基本原理从基本原理上来说，超临界CO2萃取技术属于一种物理分离技术，它是通过将CO2压缩成超临界状态，达到介于液相和气相之间的状态。
当这种状态下的CO2与待分离的化合物接触时，它可以扩散到化合物的内部并吸附它们，然后将其分离出来。
二、超临界CO2萃取技术的特点与传统的有机溶剂萃取技术相比，超临界CO2萃取技术不需要使用任何有机溶剂，这使得它更加环保、高效和安全。
同时，它还可以实现对化合物的高精度萃取，以及对不同化合物的选择性分离。
这使得超临界CO2萃取技术成为了化妆品提取成分和制备过程中的理想选择。
三、超临界CO2萃取技术在化妆品制备中的应用1. 化妆品萃取成分许多植物成分都对化妆品的保湿、美白和抗氧化扮演着重要的角色。
这些成分常常需要通过化学提取或者发酵等过程获得。
但是，这些传统的化学方法常常需要使用大量的溶剂，且过程对环境和人体有一定的伤害。
超临界CO2萃取技术可以避免这些问题，且其高效性和高品质可以使得化妆品在提取过程中获得更好的口感或效果。
2. 化妆品制备过程中的萃取和分离化妆品制备过程中，超临界CO2萃取技术可以加速多数原料的萃取和分离，减少化学反应所需时间，增加成分的纯度和减少对环境的影响。
3. 化妆品中的纯化和过滤使用化学方法纯化化妆品成分往往需要使用有机溶剂和热力学处理等方法，不环保且耗费成本。
超临界CO2萃取技术可以避免这些问题，提高精确度和纯度，且可以避免使用有害化学剂。
四、超临界CO2萃取技术的一些局限虽然超临界CO2萃取技术在化妆品制备中的应用广泛，但是它也存在一些局限。
例如，这种技术对萃取材料的要求非常高，某些更大分子的成分不能够直接从超临界CO2中分离出来。
考试论文-超临界二氧化碳的应用
超临界二氧化碳的应用应化06-2班陈正雄14号茂名学院化学与生命科学学院应用化学系，广东茂名（525000）E-mail（townbear@）摘要：超临界CO2 具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度,且化学惰性,无毒无腐蚀,临界状态容易实现,是一种性能优良的环境友好溶剂。
本文简单介绍了超临界CO2 在萃取、染色、沉淀、反胶团、化学反应等方面的应用。
指出了目前超临界CO2 的研究进展以及今后的研究方向。
关键词：超临界二氧化碳萃取染色反胶团反应介质中图分类号：TQ644.14; TQ028.32 文献标识码：A1. 前言自1822 年Cagniard首次报道了物质的临界现象以来，超临界流体的研究被广泛关注。
1869 年Andrew测定了二氧化碳的临界参数。
超临界二氧化碳是指温度和压力均高于其临界值（ T=31.1℃ P=7.38MPa）的二氧化碳流体。
在超临界状态下，二氧化碳具有类似液体的高密度和接近气体的低粘度，并且对人体和动植物无害、不燃、没有腐蚀性、对环境友好、原料易得、价格便宜和处理方便等优点，是目前使用最多的一种超临界流体[12]。
超临界二氧化碳主要应用于热敏性物质和高沸点组分的萃取分离，超细特殊材料的制备，特殊化学反应的溶媒等方面。
2. 超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,SFE）与传统的分离方法相比，超临界二氧化碳萃取具有许多独特的优点：（1）超临界流体的萃取能力随其密度增大而提高，因而很容易通过调节温度和压力加以控制；（2）溶剂回收简单方便，不易产生溶剂残留或污染；（3）由于超临界二氧化碳化学性质稳定，无毒和无腐蚀，临界温度接近常温，所以特别适合食品及医药中的生理活性成分和热敏组分的分离[1]。
超临界流体萃取是近年来兴起的新型分离工艺，已在食品、医药、化工、生化等领域显示了广阔的应用前景[2]。
2.1 食品食品工业上，超临界二氧化碳萃取主要用于从天然中提取各种脂溶有效成分，其提取率优于有机溶剂萃取，且无溶剂残留，为纯天然产品[1]。
二氧化碳超临界流体萃取技术简介
常见临界流体萃取辅助剂
被萃取物 咖啡因 单甘酯 亚麻酸
青霉素G钾盐 乙醇 豆油
菜子油 棕榈油 EPA ,DHA
超临界流体
CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2
辅助剂 水
丙酮 正己烷
水 氯化锂 己烷,乙醇
丙烷 乙醇 尿素
超临界流体旳选择性
超临界流体萃取技术
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态
物质旳第四态：超临界状态
临界温度：每种物质都有一种特定 温度，在这个温度以上，不论怎样 增大压强，虽然密度与液态接近， 气态物质也不会液化。这个温度称 为物质旳临界温度。
④ 化合物旳相对分子量越高，越难萃取。
分子量在200～400范围内旳组分轻易萃 取，有些低相对分子质量、易挥发成份甚 至能够直接用二氧化碳液体提取；高分子 量物质（如树胶、蜡等）则极难萃取。
超临界CO2是非极性溶剂，在许 多方面类似于己烷，对非极性旳脂 溶性成份有很好旳溶解能力，对有 一定极性旳物质（如黄酮、生物碱 等）旳溶解性就较差。其对成份旳 溶解能力差别很大，主要与成份旳 极性有关，其次与沸点、分子量也 有关。
3 扩散系数比气体小，但比液体高一到 两个数量级，具有很强旳渗透能力
4 SCF旳介电常数，极化率和分子行为 都与气液两相都有明显差别
总之，超临界流体不但具有液体 旳溶解能力，也具有气体旳扩散和 传质能力
超临界流体萃取
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
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 中萃取出某些成份并进行分离旳 技术。
超临界CO2萃取技术在植物成分提取中的应用
超临界CO2萃取技术在植物成分提取中的应用植物成分是广泛应用于医药、饮食以及化妆品等领域的宝贵资源。
在过去的提取方法中，常常使用有机溶剂对植物进行处理，但是这种方法存在着对环境污染以及成分提取率不高等问题。
为了解决这些问题，超临界CO2萃取技术应运而生。
本文将会讨论这种技术在植物成分提取领域中的应用。
一、超临界CO2萃取技术的原理超临界CO2萃取技术是一种绿色环保型的成分提取方法。
其原理是将高压（50-1000 bar）和高温（40-80℃）的二氧化碳气体放入一个特殊的萃取罐中。
在这样的高温高压条件下，二氧化碳变为超临界状态，也就是等密度状态。
在这种状态下，二氧化碳既具有气体的移动能力，又具有液体的溶解能力。
这样的特性可以非常有效地提取植物中的有用成分。
通过调整高压和高温的参数，达到不同成分的萃取效果。
二、由于二氧化碳是一种无毒、无害、易于处理的化学物质，所以超临界CO2萃取技术在植物成分提取中得到了广泛应用。
1.中药材萃取许多中药材都有着非常宝贵的成分，例如马齿苋中的马齿苋素，这是一种非常有益的抗氧化剂。
然而，传统的有机溶剂提取方法包括酸、碱等，不仅操作简单，且容易污染。
相比之下，超临界CO2萃取技术不需要其他有害物质的存在，避免了材料二次污染，同时也能够快速、高效地提取目标组分，提取率更高。
因此，这种技术应用于中药材的提取中具有广泛的前景。
2.植物油提取植物油是生活中经常使用的一种产品，例如花生油、葵花籽油等。
使用化学方法提取植物油可能出现污染，而利用超临界CO2萃取技术提取植物油更为绿色环保。
例如山茶油，使用超临界CO2萃取技术可以优化提取工艺，提高油的质量和产量。
3.天然色素提取食品行业常常使用的天然色素，包括甜菜红、番茄红素等，其提取也是一个重要的领域。
与有机溶剂提取相比，超临界CO2萃取技术可以获得更纯净、更高质量的天然色素。
总之，对于植物成分提取中高效、环保、低成本的需求，超临界CO2萃取技术是一种非常有效的方法。
CO2超临界萃取技术简介(程克文)
超临界CO2萃取压力与温度的关系图
二氧化碳超临界萃取装置
超临界CO2萃取的特点 决定了其应用范围十分广 阔。 在医药工业中，可用 于中草药有效成份的提取， 热敏性生物制品药物的精 制，及脂质类混合物的分 离； 在食品工业中，啤酒 花的提取，色素的提取等； 在香料工业中，天然 及合成香料的精制；化学 工业中混合物的分离等。
3.夹带剂 在超临界状态下，CO2具有选择性溶解。SFE-CO2对低 分子、低极性、亲脂性、低沸点的成分如挥发油、烃、酯、 内酯、醚，环氧化合物等表现出优异的溶解性，像天然植 物与果实的香气成分。对具有极性集团(-OH，-COOH等)的 化合物，极性集团愈多，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二氧化碳。 对于分子量高的化合物，分子量越高，越难萃取，分 子量超过500的高分子化合物也几乎不溶。 而对于分子量较大和极性集团较多的中草药的有效成 分的萃取，就需向有效成分和超临界二氧化碳组成的二元 体系中加入第三组分，来改变原来有效成分的溶解度，在 超临界液体萃取的研究中，通常将具有改变溶质溶解度的 第三组分称为夹带剂。一般地说，具有很好溶解性能的溶 剂，也往往是很好的夹带剂，如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸 乙酯。
有机溶剂萃取精酚
CO2回收基本流程图
应用茶多酚的产品
6.CO2萃取剂优点
用超临界萃取方法提取天然产物时，一般用CO2作萃取剂。 a)临界温度和临界压力低(Tc=31.1℃，Pc=7.38MPa)，操作 条件温和，对有效成分的破坏少，因此特别适合于处理高 沸点热敏性物质，如香精、香料、油脂、维生素等； b)CO2可看作是与水相似的无毒、廉价的有机溶剂； c)CO2在使用过程中稳定、无毒、不燃烧、安全、不污染环境， 且可避免产品的氧化; d)CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金量，并且无有害溶 剂的残留； e)在超临界CO2萃取时，被萃取的物质通过降低压力，或升 超临界流体萃取机高温度即可析出，不必经过反复萃取操 作，所以超临界CO2萃取流程简单。 因此超临界CO2萃取特别适合于对生物、食品、化妆品 和药物等的提取和纯化。
关于超临界CO2萃取的综述
文献综述学生姓名：专业：应用化学学号：2015年 06 月 07 日超临界CO2与DMF混合溶剂萃取的研究及其应用摘要：本文以煤的分级利用【1】为背景，将超临界二氧化碳(scCO2)与二甲基甲酞胺(DMF)作为混合溶剂，研究了萃取过程中超临界二氧化碳与有机溶剂之间的作用机理考察了萃取率、萃取物种类及含量、萃余煤渣的物理化学性质等特性。
(1)研究了超临界二氧化碳与二甲基甲酞胺混合溶剂对煤的萃取率，结果表明:一定体积比范围内，混合溶剂的萃取率大于超临界CO:与DMF纯溶剂的萃取率，且最大萃取率发生在体积比1:1处。
压力的提高有利于萃取的进行，温度的升高使得萃取率先减小，后有增大的趋势。
(2)使用不同夹带剂与超临界二氧化碳混合对煤进行萃取【2】，研究了夹带剂和超临界二氧化碳在混合萃取过程中的作用以及萃取条件和煤种对萃取率的影响。
结果表明:SCC02/N一甲基毗咯烷酮(NMP )混合溶剂一次萃取率低于纯NMP溶剂，但三次萃取率高于纯NMP溶剂萃取【3】。
压力对SCC02/NMP混合溶剂萃取率影响不大，温度升高萃取率随之增大，但与超临界CO2:性质变化关系不大。
(3)研究了SCC02/NMP混合溶剂萃取物的活性官能团和微晶结构，结果表明:混合溶剂萃取对富含轻基及脂、酚、酮类等含氧物质选择性较好，超临界CO2:的加入增强了溶剂对含轻基物质的萃取效果，减弱了NMP纯溶剂对芳环结构和酚类、醚类等物质的萃取力。
关键词：超临界二氧化碳;夹带剂;N一甲基毗咯烷酮:萃取;Supercritical CO2 and DMF mixed solvent extractionResearch and ApplicationAbstract：This article is under the background of coal staged utilization. Two coal are extracted with supercritical carbon dioxide (scC02) /dimethylformamide (DMF)mixed solvent. Study is focused on extraction yield, extracts' types and contents, and residues'characters.(1) Extraction yields of two coals with mixed solvent are studied. Results show thatextraction yields of mixed solvent are higher than those of pure scC02 and DMF solvent.Extraction yields increase with the increase of pressure, decrease at first and increase slightlylater with the enhancement in temperature.(2)Different co-solvent were used in the SCCO2 extraction of coals. The role ofsupercritical carbon dioxide and co-solvent was studied. Co-solvent with high extraction yieldwas chosen and effects of extraction condition and coal type on extraction yield in mixedsolvent were investigated. Result shows that with the addition of supercritical carbon dioxide,the one-time extraction yieldof N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) decreased, however, thethree-time extraction yield increased. The pressure affects little on extraction yeld of mixedsolvent. While with the increase of temperature, the extraction yeld increased but it wasfound that the increase was not correlated to the changes of supercritical carbon dioxide.(3) Functional group and crystallite size of extracts was analyzed. Result shows thatmixedsolvent have strong selectivity for hydroxy rich matter and oxygen-containingsubstance. With the addition of SCCO2, the extraction of hydroxy rich matter was enhancedwhile the aliphatic matter in extracts decreased.Keywords: supercritical carbon dioxide; co-solvent; N-methyl-2-pyrrolidinone; extraction;1.前言煤炭是我国的主要能源及基础工业原料。
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超临界CO2溶剂二氧化碳的分子结构一. 正文一，超临界流体(Super Critical fluid)1. 概述随着环境的温度和压力变化，任何一种物质都存在三种相态-气相，液相，固相，三相成平衡态共存的点叫三相点.液，气两相成平衡状态的点叫临界点.在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力，如图 1 所示，不同的物质其临界点的压力和温度各不相同.超临界流体(Super Critical fluid ，简称SCF) 是指温度和压力均高于其临界点的流体，常用来制备成的超临界流体有二氧化碳，氨，乙烯，丙烷，丙烯，水等物体处于超临界状态时，由于气液两相性质非常相近，以致无法清楚分别，所以称之为「超临界流体」2. 超临界流体的发展史超临界流体具有溶解其他物质的特殊能力，1822 年法国医生Cagniard 首次发表物质的临界现象，并在1879 即被Hannay 和Hogarth 二位学者研究发现无机盐类能迅速在超临界乙醇中溶解，减压后又能立刻结晶析出.但由于技术，装备等原因，时至图 1. 物体之三相图以及临界点图自工研院环安中心PDF created with pdfFactory Pro trial version 绿色溶剂-超临界二氧化碳320 世纪30 年代，Pilat 和Gadlewicz 两位科学家才有了用液化气体提取「大分子化合物」的构想.1950 年代，美，苏等国即进行以超临界丙烷去除重油中的柏油精及金属，如镍，钒等，降低后段炼解过程中触媒中毒的失活程度，但因涉及成本考量，并未全面实用化.1954 年Zosol 用实验的方法证实了二氧化碳超临界萃取可以萃取油料中的油脂. 此后，利用超临界流体进行分离的方法沉寂了一段时间，70 年代的后期，德国的Stahl 等人首先在高压实验装置的研究取得了突破性进展之后，「超临界二氧化碳萃取」这一新的提取，分离技术的研究及应用，才有实质性进展；1973 及1978 年第一次和第二次能源危机后，超临界二氧化碳的特殊溶解能力，才又重新受到工业界的重视.1978 年后，欧洲陆续建立以超临界二氧化碳作为萃取剂的萃取提纯技术，以处理食品工厂中数以千万吨计的产品，例如以超临界二氧化碳去除咖啡豆中的咖啡因，以及自苦味花中萃取出可放在啤酒内的啤酒香气成分.超临界流体萃取技术近30多年来引起人们的极大兴趣，这项化工新技术在化学反应和分离提纯领域开展了广泛深入的研究，取得了很大进展，在医药，化工，食品及环保领域成果累累.3. 超临界流体的特性超临界流体具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力，同时兼具低黏度，低表面张力的特性，如表 1 所示，使得超临界流体能够迅速渗透进入微孔隙的物质.因此用于萃取时萃取速率比液体快速而有效，尤其是溶解能力可随温度，压力和极性而变化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.当物质处于超临界状态时，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，黏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，沸点高低和分子量大小的成分萃取出来. 同时超临界流体的密度，极性和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，利用预定程序的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，升降温的方法使超临界流体变成普通气体或液体，被萃取物质则自动完全析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取与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.4. 常见的超临界流体照理来说，任何物质应该都能够变成超临界状态，但是有些物质的临界压力以相密度ρ c (g/cm3) 黏度(Pa s) 扩散系数(cm2/s)气体10-3 10-5 10-1超临界流体0.1~0.5 10-4~10-5 10-3液体10-3 10-3 10-5表 1. 典型的超临界流体，液体，气体的基本性质表自工研院环安中心PDF created with pdfFactory Pro trial version绿色溶剂-超临界二氧化碳4及临界温度太高，所以常用，常见的大概是下表所列出的分子常见分子的临界数据如下表 2 二，超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide)1. 概述二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26 ℃，压力高于临界压力Pc=72.9atm 的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100 倍，因而具有惊人的溶解能力. 用它可溶解多种物质，然后提取其中的有效成分，具有广泛的应用前景. 超临界二氧化碳是目前研究最广泛的流体之一，因为它具有以下几个特点：(1) CO2 临界温度为31.26 ℃，临界压力为72.9atm ，临界条件容易达到.(2) CO2 化学性质不活泼，无色无味无毒，安全性好.(3) 价格便宜，纯度高，容易获得.2. 二氧化碳超临界萃取(Superitical Fluid Extraction-CO2) 所谓的二氧化碳超临界萃取是将已经压温加压成超临界状态的二氧化碳作为溶剂，以其极高的溶解力萃取平时不易萃取的物质，以下有几项关于萃取的说明：(1) 溶解作用在超临界状态下，CO2 对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性，沸点和分子量密切相关，一般来说有以下规律：亲脂性，低沸点成分可在104KPa( 约 1 大气压)以下萃取，如挥发油，烃，酯，醚，环氧化合物，以及天然植物和果实中的香气成分，如桉树脑，麝香草酚，酒花中的低沸点酯类等；化合物的极性基团( 如-OH ，-COOH 等)愈多，则愈难萃取.强极性物质如糖，氨基酸的萃取压力则要在4×104KPa以上.另外化合物的分子量愈大，愈难萃取；分子量在200 ～400 范围内的成分容易萃取，有些低分子量，易挥发成分甚至可直接用CO2 液体提取；高分子量物质(如蛋白质，树胶和蜡等) 则很难以二氧化碳萃取.(2) 特点将超临界二氧化碳大量地拿来做萃取之用是因为它具有以下几个萃取技术上的特点A. 超临界CO2 流体常态下是无色无味无毒的气体，与萃取成分分离后，完分子临界温度临界压力临界密度分子临界温度临界压力临界密度H2 -239.9 12.8 0.032 CF3Cl 28.8 38.7 0.579N2 -147.0 33.5 0.314 NH3 132.3 111.3 0.235Xe 16.6 57.7 1.110 CH3OH 240.0 78.5 0.272CO2 31.26 72.9 0.468 CH3CN 274.7 47.7 0.237C2H6 32.3 48.2 0.203 H2O 374.2 218.3 0.315CF3H 25.9 47.8 0.526 ℃ atm g/cm3表 2. 常见分子的临界数据表自工研院环安中心PDF created with pdfFactory Pro trial version绿色溶剂-超临界二氧化碳全没有溶剂的残留，可以有效地避免传统溶剂萃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，是一种天然且环保的萃取技术.B. 萃取温度低，CO2 的临界温度为31.265 ℃，临界压力为72.9atm ，可以有效地防止热敏性成分的氧化，逸散和反应，完整保留生质物体的生物活性；同时也可以把高沸点，低挥发度，易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来.C. 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时，由于压力下降使得CO2 与萃取物迅速回复成为分离的两相(气液分离) 而立即分开，不存在物料的相变过程，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，并且符合环保节能的潮流.D. 萃取操作容易，压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数.在临界点附近，温度压力的微小变化，都会引起CO2 密度显着变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化，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；因此技术流程短，耗时少，占地小，同时对环境真正友善，萃取流体CO2 可循环使用，并不会排放废二氧化碳导致温室效应！成为真正「绿色化」生产制程.E. 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剂即可提取不同极性的物质，可选择范围广.（3）影响萃取的因素影响超临界二氧化碳萃取的因素有下列几点- 超临界二氧化碳的密度，夹带剂，粒度，体积等等A. 密度溶剂强度与超临界流体的密度有关.温度一定时，密度（压力）增加，可使溶剂强度增加，溶质的溶解度增加.B. 夹带剂适用于萃取的超临界流体的大多数溶剂是极性小的溶剂，这有利于选择性的提取，但限制了其对极性较大溶质的应用. 因此可在这些流体中加入少量夹带剂，以改变溶剂的极性.最常用来萃取的超临界流体为二氧化碳，通过加入夹带剂可适用于极性较大的化合物.有人在10MPa 压力下（约等于100 大气压），用不同浓度的乙醇作夹带剂，研究了以藏药雪灵芝中萃取其中的 3 种成分. 加一定夹带剂的超临界二氧化碳可以创造一般溶剂达不到的萃取条件，大幅度提高收率.这对于贵重药材成份的提取，工业化开发价值极高. 常用的夹带剂有乙醇，尿素，丙酮，己烷以及水等等.C. 粒度粒子的大小可影响萃取的收率.一般来说，粒度小有利于超临界二PDF createdwith pdfFactory Pro trial version 绿色溶剂- 超临界二氧化碳6 氧化碳的萃取.D. 流体体积提取物的分子结构与所需的超临界流体的体积有关.有科学家将加压加温到68.8MPa ，40 ℃后提取50 克叶子中的叶黄素和胡萝卜素.要得到叶黄素50% 的回收率，需要 2.1L 超临界二氧化碳；如要得到95% 的回收率，由此推算，则需要33.6L 的超临界二氧化碳. 而胡萝卜素在二氧化碳中的溶解度大，仅需要 1.4L ，即可达到95%的回收率.3. 超临界二氧化碳技术主要应用范围二氧化碳，可以说是目前应用最广的超临界流体，这主要是因为它没有毒性，临界温度低与价格便宜等因素.近年来最引人注意的研究领域则主要在机能性成分的萃取，纤维染色技术，半导体的清洗，特殊药用成分的颗粒生产，乾洗技术，化学反应与超临界流体净米技术等.以下为常见的超临界二氧化碳在各种工业中的应用范围（1）食品工业A. 植物油脂（大豆油，蓖麻油，棕油，可哥脂，玉米油，米糠油，小麦胚芽油等）的提取B. 动物油脂（鱼油，肝油，各种水产油）的提取；食品原料（米，面，禽蛋）的脱脂C. 脂质混合物（甘油酯，脂肪酸，卵磷脂等）的分离与精制D. 油脂的脱色和脱臭E. 植物色素和天然香味成分的提取F. 咖啡，红茶脱除咖啡因G. 啤酒花的提取H. 发酵酒精的浓缩（2）医药，化妆品工业A. 鱼油中的高级脂肪酸（EPA ，DHA ，脱氢抗坏血酸等）的提取B. 植物或菌体中高级脂肪酸（γ-亚麻酸等）的提取C. 药效成分（生物碱，黄酮，脂溶性维生素，甙等）的提取D. 香料成分（动物香料，植物香料等）的提取E. 化妆品原料（美肤效果剂，表面活性剂，脂肪酸酯等）的提取F. 烟草脱除尼古丁.（3）化学工业常见使用超临界二氧化碳技术的应用包括了传统产业的乾洗业，纤维染色技术，化学反应和高科技产业的半导体清洗技术传统乾洗业，正面临其所使用的有机溶剂，过氯酸乙烯（percholoretylene），对于健康上与环保上的危害的压力，许多主要的相关产业业者，也不断的寻求替代的方法.事实上，利用超临界流体技术的乾洗设备，已经在1999 年正式在美国设立营业店面，这套设备的单价约在75 ，000 美金到50，000 美金之间.PDF created with pdfFactory Pro trial version 绿色溶剂- 超临界二氧化碳7 这个超临界流体工业化的应用，证明超临界二氧化碳，能有效的与传统民生工业在价格上作竞争.另外的清洗应用包括了金属零组件的清洗，商业用洗碗机与一般的家用清洗设备.利用超临界二氧化碳，取代现行有机溶剂的染色技术，对于环保，废水处理与制造成本上，有非常多的优点.由于超临界二氧化碳流体，基本上的特性较接近气体，故对于应用于取代有机液体，进行聚酯纤维的染色技术制程而言，不会有排废问题的产生，这还包括了工业用水的减少，与有害工业废弃物的减量.在经济性的优点，还包括了产量的增加，减少能源的消耗，纤维染色技术工业化的应用成功，将增强染色技术在经济上的竞争力，和纺织工业制程操作的技术提升，更能有效减少废水的排放与染色的时间，对于时间，能源，环保与成本等层面，都是一大进步. 因此，超临界流体染色技术，将会是更省时，更经济，更环保的新制程.超临界流体染色技术研究在工研院化工所的努力之下，将带领化工业者进入绿色化学时代的新摇篮.超临界二氧化碳，提供了传统有机溶剂使用的另一种选择.除了在环保上的优点之外，对于温度，压力，流速，反应物浓度等反应变因的控制，使反应本身的控制更为容易，由于反应操作控制容易，也相对的增加了反应的选择性与产量.因此，反应本身能在较少的时间与空间上进行，对于设备成本投资的减少也是一大贡献，对于一些反应物本身在二氧化碳流体溶解度较小的物质，主要的技术克服要点在于乳化微粒(micelle) 的形成，与其在二氧化碳流体中的动速率.在这方面的应用，以美国杜邦公司在北卡罗兰那州，投资达4，000 万美元的新建研究工厂投资案，最受到关注，主要的研究方向就是想利用超临界二氧化碳，作为反应溶液，以生产含氟聚合物(fluoropolymer).对于半导体晶片上光阻物质和蚀刻的残留物质，一直都没有一种有效的化学方法来去除，通常必须配合几种不同的方法与设备，例如电浆灰化(Plasmaashing ) 与湿式或乾式清洗，才能达到产品品质的要求，现有的湿式清洗方法是利用具侵蚀性的硫酸，双氧水或有机溶剂混合使用，这些传统的方法会产生大量的有机废液，对环境造成极大的冲击. 因此包括隶属美国能源部著名的LosAlamos 国家实验室和其他各国的研究机构，也积极的在开发利用超临界二氧化碳处理技术，以去除半导体晶片上的上述的光阻物质，利用超临界流体技术处理方法，能有效的在单一清洗槽中，将半导体晶片上残留杂质清洗干净，由于超临界流体的表面张力和黏度非常的低，故能有效而且快速的将清洁溶剂，带到低于0.18 μm 的微细组织结构中，对于光阻物质及其衍生物的去除，同样的能大量的减少有害溶液的使用量，并减少废水的产生，更重要的是简化了制程并增加产量.此外，下列的化工产业也开始使用超临界二氧化碳萃取技术，以降低生产过程的污染物产生A. 石油残渣油的脱沥B. 原油的回收，润滑油的再生PDF created with pdfFactory Pro trial version绿色溶剂-超临界二氧化碳8C. 烃的分离，煤液化油的提取D. 含有难分解物质的废液的处理(4) 医学工业超临界二氧化碳在医学工业上的应用远超过其他工业，因此将超临界二氧化碳在医学工业范畴内的应用分为三大类-生物活性物质和天然药物提取，药剂学，药物分析A. 生物活性物质和天然药物提取(A) 浓缩沙丁鱼油，扁藻中的EPA 和DHA ，综合利用海藻资源开辟了新的途径.(B) 从蛋黄中提取蛋黄磷酯(C) 从大豆中提取大豆磷酯(D) 从烂掉的番茄中提取β-胡萝卜素B. 药剂学超临界流体结晶技术是根据物质在超临界流体中的溶解度对温度和压力敏感的特性制备超细颗粒，其中气体抗溶剂过程(GAS) 常用于生物活性物质的加工.GAS 过程是指在高压条件下溶解的二氧化碳使有机溶剂膨胀，内聚能显着降低，溶解能力减小，使已溶解的物质形成结晶或无定型沉淀的过程.应用如下(A) 将二氧化碳和胰岛素二甲亚碸溶液经一特制喷嘴，从顶部进入沉淀器，二者在高压下混合后流出沉淀器，胰岛素结晶就聚集在底部的筛检程式上.(B) 如提高溶解性差的分子的生物利用度(C) 开发对人体的损害较少的非肠道给药方式(如肺部给药和透皮吸收系统).C. 药物分析将超临界流体用于色谱技术称超临界流体色谱，如图2 ，兼有高速度，高效和强选择性，高分离效能，且省时，用量少，成本低，条件易于控制，不污染样品等，适用于难挥发，易热解高分子物质的快速分析.专家用超临界流体色谱分析了咖啡，姜粉，胡椒粉，蛇麻草，大麻等. 总之，超临界技术在制药业除了用于从植物中提取活性物质外，应用越来越广泛，许多有前途的应用正在开发之中.D. 特殊药用成分的颗粒生产在药品工业应用上，特殊药品颗粒的制造，也是目前超临界流体技术PDF created with pdfFactory Pro trial version 绿色溶剂- 超临界二氧化碳9工业化应用重要技术发展超临界流体技术能有效的控制药用颗粒的形成，不论是实心颗粒或是内部结构松散的颗粒，极性或是非极性以及粒径由50nm 到50μm 大小的颗粒都能生产，这些颗粒形成的应用技术主要有三大类，分别是：超临界溶液快速膨胀法(RESS) ，气体或超临界流体的反溶剂(GAS or SAS) 以及压缩反溶剂沉淀(PCA). 上述技术的应用产品范围包括了吞食性药粉，静脉注射性溶液分散剂等. 目前这方面的应用研究的小型设备非常多，而工业化生产的设备也只需约50 公升的槽体即可，在设计上也以多产品多功能的设备较合实际的需要，主要的问题可能是在于设备必须符合药品良好作业程序规范(cGMP) 的规定，这些要求可能必须包括二氧化碳的品质与来源，和对于制程与原料的各项要求，在工厂的软体与硬体的规定，则包括制程标准化，品管与品保制度，作业程序订定，控制软体与硬体认证，原料与设备材质的品质要求，压力容器检验，设备清洗作业规定与控制器感应装置的校正等，这些规定对于设备制造商与使用设备的产品制造商而言，都非常重要，也是必须估计在投资的成本计算上.三，超临界流体未来展望目前国际上超临界流体萃取与造粒技术的研究和应用正方兴未艾，技术发展应用范围包括了：萃取(extraction) ，分离(separation) ，清洗(cleaning) ，包覆(coating) ，浸透(impregnation) ，颗粒形成(particle formation) 与反应(reaction). 德国，日本和美国已处于领先地位，在医药，化工，食品，轻工，环保等方面研究成果不断问世，工 业化的大型超临界流体设备有 5000L ～ 10000L 的规模，日本已成功研制出超临界色谱分析仪， 而台湾亦有五王粮食公司运用超临界二氧化碳萃取技术进行食米农药残留 及重金属的萃取与去除 .近年来，最引人注意的研究领域，主要在机能性成分的萃取，纤维染色技术，半 导体的清洗，特殊药用成分的颗粒生产等 .流体的应用，则以二氧化碳，水与丙烷三种为主 .由于二氧化碳在使用安全性上的考量，将在未来超临界流体应用上，持续占究成为重点， 特别是超临界水和超临界二氧化碳条件下的各类反应，更为人们所重 视.超临界流体技术应用的领域更为广泛，除了天然产物的提取，有机合成外还有环 境保护，材料加工，油漆印染，生物技术和医学等；有关超临界流体技术的基础理论 研究得到加强，国际上的这些动向值得我们关注 .方中药新药的开发利用，或对现行生产的名优中成药工艺改进或二次开发上；加强分析型超临界流体萃取或超临界色谱在中药分析中的应用，不断改革传统的分析方法； 超临界流体结晶技术及其超细颗粒的制备可用于中药新剂型的开发， 应加强在中药制 剂中的应用，以推动中药制剂的现代化 .PDF created with pdfFactory Pro trial version绿色溶剂 - 超临界二氧化碳10整体而言，超临界流体技术，将持续的在不同的领域中，将可由食品到药品以至 于化学品和工业化产品的生产应用 .此技术虽然不是万能加工技术，却绝对是二十一 世纪讲求环保生态化工制程中的另一种选择 .二 . 结论由于超临界二氧化碳萃取技术在萃取后能将二氧化碳再次利用， 把对环境的污染 降至最低，所以未来传统工业若是能以超临界二氧化碳当作主要溶剂，那现在我们这 颗唯一的地球，便能得到舒缓 .21 世纪的化学工业，医药工业等必须通过调整自身的产业结构和产品结构，研 究开发清洁化生产和绿色工业的新工艺和新技术. 超临界流体技术就是近 30 年来迅速 发展起来的这样一种新技术 . 我们应当从这个战略高度来认识超临界流体技术研究和 推广应用的重要性，制定研究规划，加大投入，加强对该技术的基础和应用研究，使 它真正用于工业化生产，造福于人类，造福于社会 . 有重要的地位 .超临界水的应用，预期将会是下一波的主流 丙烷相较于二氧化碳在制造成本上的优点，也越来越受重视 目前国际上超临界流体萃取的研究重点已有所转移， .而在某些食品的应用上， 为得到纯度较高的高附加值产品，对超临界流体逆流萃取和分馏萃取的研究越来越多 .超临界条件下的反应的研超临界流体技术对于中药现代化至关重要 .要从单纯的中间原料提取转向兼顾复。