第四章 超临界流体萃取技术
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4、SC-CO2的优点？ 5、超临界流体的萃取（Supercritical Fluid Extraction, SFE）原理？
1.名词解释： 超临界流体？ 超临界流体（SCF）：是指物质处于其临界 温度和临界压强以上而形成的一种特殊状态 的流体 。 拖带剂？
添加后可增加物质的溶解度和萃取的 选择性。
南通市华安超临界萃取有限公司
美晨集团股份 有限公司
北京超流萃取技术 研究所
北京天安嘉华超临界科技发展有限公司
云南亚太致兴生物工程研究所
德国伍德公司
1 咖啡因萃取
思考题
1、超临界流体、拖带剂、临界状态
2、SC-CO2为何有较好的物质萃取能力？
3、SC-CO2的萃取工作区为何通常选在临界点 附近？
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，所以在超临界流体萃取过程是由萃
取和分离组合而成的。
2 超临界流体的选择性
选择与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂?
操作温度与临界温度越接近,被萃取物溶质性质与 萃取剂越相似,溶解度越大。
3 萃取过程
利用SCF作为萃取溶剂,使其极易于渗透到样品 基质中去,通过扩散﹑溶解 ﹑分配等作用,使基体 中的溶质扩散并分配到SCF中,由于SCF的密度和
介电常数随着密闭体系压力增加而增大，极性增
大,利用程序升压可将不同极性的成分分部从基 体中萃取出来.提取完成后,改变体系温度或压力, 使SCF变成普通气体逸散出去,被萃取成分完全 或基本析出,完成提取和分离的目的.
临界状态？
是指物质的气、液两态能平衡共存的一个 边缘状态，在这种状态下，液体的密度和 它的饱和蒸汽密度相同，因而它们的分界 面消失，这种状态只能在一定温度和压强 下实现，此时的温度和压强分别称为“临 界温度”和“临界压强”。
2、SC-CO2为何有较好的物质萃取能力？ 二氧化碳因其临界温度低（Ｔc＝31.3℃), 接近室温；临界压力小(Ｐv＝7.15MPa)， 扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人 的溶解能力。
思考题
1 超临界萃取剂应具备什么条件? 2 简述超临界萃取原理 3 超临界萃取技术优点 4 超临界流体具有哪些特点?
4 流体体积
提取物的分子结构与所需的SCF的体积有关, 增大流体的体积能提高回收率.
固体物料的超临界流体萃取系统
1 普通的间歇系统
2．半连续的超临 界流体萃取系统
1.阀门
2.吹扬器
3.萃取釜
液 相 物 料 连 续 逆 流 萃 取 系 统
超临界流体萃取操作方式:
(a)等温法
工业化超临界CO2萃取设备
Biblioteka Baidu第二篇
天然活性成分提取分离技术
第四章 超临界流体萃取技术
一、超临界流体
超临界流体是继固态、液态和气态之后发 现的第四种物质存在状态，是物质的一种
特殊流体状态。
T、↑ 气-液平衡 P ↑
ρ液↓ ρ气↑
气-液界面消失
临界点 T、P↑ 超临界流体
超临界流体界于 液体和气体之间 的中间状态
P↑↑,不发生固化
4、SC-CO2的优点？ ①无毒、无腐蚀性、不能燃烧，纯度高且价格低 廉。 ②粘度低，SC-CO2的粘度是通常有机溶剂粘度 的几十分之一。 ③ 适合于处理某些热敏性生物制品和天然物产品。 ④适合于得到萃取物的目的，也适合于获得萃取 物后残留溶剂的分离。 ⑤有利环境保护:利用二氧化碳作为流体,解决了 有机溶剂对环境的污染,也有利于保护实验室工 作人员的健康。 ⑥扩散系数大（溶质在SC-CO2中扩散系数比通 常液体中高出50-100倍）传质性能良好，使萃 取能在相对较短的时间内完成。
5、超临界流体的萃取（Supercritical Fluid Extraction, SFE）原理？ 超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有 密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性 而将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术。 是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系 （利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影 响）而进行的萃取技术.
氮(N2O)、乙烯 (C2 H4)、三氟甲烷 (CHF3 )等。
2
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，超临界流体具有很好的流动 性和渗透性，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。
超临界流体萃取的基本流程
影响超临界萃取的主要因素: 1 密度
溶解强度与SCF的密度相关,温度一定,密度
(压力)增加,可使溶剂强度增加,溶质的溶解
度增加
2 夹带剂
由于SFE的多数溶剂是极性小的溶剂,限制了 对极性较大溶质的应用.加入少量夹带剂(如 乙醇等)改变溶剂的极性,提高收率.
3 粒度
粒度小有利于SFE-CO2萃取.
1 概述
• 超临界流体萃取 (SFE)是一项新型提取技术，是利 用超临界条件下的气体作萃取剂，从液体或固体中 萃取出某些成分并进行分离的技术。
超临界条件下的气体，称为超临界流体(SF)，处于临
界温度(Tc)和临界压力 (Pc)以上，以流体形式存在
的物质。通常有二氧化碳(CO2)、氮气(N2 )、氧化二
4 SCF的介电常数，极化率和分子行为与气液两相均
有着明显的差别;
5 压力和温度的变化均可改变相变
6
7 在临界点,非热力学性质液出现反常行为
黏度测量困难,热导系数有较强的发散,扩 散速率为零.
8 临界点的发散或反常性在临界状态持续,将呈衰
减趋势
超临界流体萃取技术迅速发展的原因:
二 超临界流体萃取
3、SC-CO2的萃取工作区为何通常选在临 界点附近？ 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关 系（利用压力和温度对超临界流体溶解能 力的影响而进行的） 在临界点附近（即工作区里），P上升或 T下降则溶剂的密度大幅度增加，对溶质 溶解度大幅度的增加，有利于溶质的萃取； 而P下降或T上升，则溶剂的密度大幅度 减小，对溶质的溶解度将大幅度减小，有 利于溶质的分离和溶剂的回收。
CO2的临界温度31.1℃,可在室温附近实现超
临界流体操作,节省能耗,并且临界压力不高,
设备加工不困难，是超临界流体技术中最常 用的溶剂.
超临界流体的主要特性
1 密度类似液体，溶剂化能力很强，压力和温度微小 变化可导致密度显著变化
2 粘度接近于气体,具有强传递性能和运动速度
3 扩散系数比气体小，但比液体高1~2个数量级；
1.名词解释： 超临界流体？ 超临界流体（SCF）：是指物质处于其临界 温度和临界压强以上而形成的一种特殊状态 的流体 。 拖带剂？
添加后可增加物质的溶解度和萃取的 选择性。
南通市华安超临界萃取有限公司
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北京天安嘉华超临界科技发展有限公司
云南亚太致兴生物工程研究所
德国伍德公司
1 咖啡因萃取
思考题
1、超临界流体、拖带剂、临界状态
2、SC-CO2为何有较好的物质萃取能力？
3、SC-CO2的萃取工作区为何通常选在临界点 附近？
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，所以在超临界流体萃取过程是由萃
取和分离组合而成的。
2 超临界流体的选择性
选择与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂?
操作温度与临界温度越接近,被萃取物溶质性质与 萃取剂越相似,溶解度越大。
3 萃取过程
利用SCF作为萃取溶剂,使其极易于渗透到样品 基质中去,通过扩散﹑溶解 ﹑分配等作用,使基体 中的溶质扩散并分配到SCF中,由于SCF的密度和
介电常数随着密闭体系压力增加而增大，极性增
大,利用程序升压可将不同极性的成分分部从基 体中萃取出来.提取完成后,改变体系温度或压力, 使SCF变成普通气体逸散出去,被萃取成分完全 或基本析出,完成提取和分离的目的.
临界状态？
是指物质的气、液两态能平衡共存的一个 边缘状态，在这种状态下，液体的密度和 它的饱和蒸汽密度相同，因而它们的分界 面消失，这种状态只能在一定温度和压强 下实现，此时的温度和压强分别称为“临 界温度”和“临界压强”。
2、SC-CO2为何有较好的物质萃取能力？ 二氧化碳因其临界温度低（Ｔc＝31.3℃), 接近室温；临界压力小(Ｐv＝7.15MPa)， 扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人 的溶解能力。
思考题
1 超临界萃取剂应具备什么条件? 2 简述超临界萃取原理 3 超临界萃取技术优点 4 超临界流体具有哪些特点?
4 流体体积
提取物的分子结构与所需的SCF的体积有关, 增大流体的体积能提高回收率.
固体物料的超临界流体萃取系统
1 普通的间歇系统
2．半连续的超临 界流体萃取系统
1.阀门
2.吹扬器
3.萃取釜
液 相 物 料 连 续 逆 流 萃 取 系 统
超临界流体萃取操作方式:
(a)等温法
工业化超临界CO2萃取设备
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天然活性成分提取分离技术
第四章 超临界流体萃取技术
一、超临界流体
超临界流体是继固态、液态和气态之后发 现的第四种物质存在状态，是物质的一种
特殊流体状态。
T、↑ 气-液平衡 P ↑
ρ液↓ ρ气↑
气-液界面消失
临界点 T、P↑ 超临界流体
超临界流体界于 液体和气体之间 的中间状态
P↑↑,不发生固化
4、SC-CO2的优点？ ①无毒、无腐蚀性、不能燃烧，纯度高且价格低 廉。 ②粘度低，SC-CO2的粘度是通常有机溶剂粘度 的几十分之一。 ③ 适合于处理某些热敏性生物制品和天然物产品。 ④适合于得到萃取物的目的，也适合于获得萃取 物后残留溶剂的分离。 ⑤有利环境保护:利用二氧化碳作为流体,解决了 有机溶剂对环境的污染,也有利于保护实验室工 作人员的健康。 ⑥扩散系数大（溶质在SC-CO2中扩散系数比通 常液体中高出50-100倍）传质性能良好，使萃 取能在相对较短的时间内完成。
5、超临界流体的萃取（Supercritical Fluid Extraction, SFE）原理？ 超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有 密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性 而将超临界流体作为萃取溶剂的一种萃取技术。 是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系 （利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影 响）而进行的萃取技术.
氮(N2O)、乙烯 (C2 H4)、三氟甲烷 (CHF3 )等。
2
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，超临界流体具有很好的流动 性和渗透性，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。
超临界流体萃取的基本流程
影响超临界萃取的主要因素: 1 密度
溶解强度与SCF的密度相关,温度一定,密度
(压力)增加,可使溶剂强度增加,溶质的溶解
度增加
2 夹带剂
由于SFE的多数溶剂是极性小的溶剂,限制了 对极性较大溶质的应用.加入少量夹带剂(如 乙醇等)改变溶剂的极性,提高收率.
3 粒度
粒度小有利于SFE-CO2萃取.
1 概述
• 超临界流体萃取 (SFE)是一项新型提取技术，是利 用超临界条件下的气体作萃取剂，从液体或固体中 萃取出某些成分并进行分离的技术。
超临界条件下的气体，称为超临界流体(SF)，处于临
界温度(Tc)和临界压力 (Pc)以上，以流体形式存在
的物质。通常有二氧化碳(CO2)、氮气(N2 )、氧化二
4 SCF的介电常数，极化率和分子行为与气液两相均
有着明显的差别;
5 压力和温度的变化均可改变相变
6
7 在临界点,非热力学性质液出现反常行为
黏度测量困难,热导系数有较强的发散,扩 散速率为零.
8 临界点的发散或反常性在临界状态持续,将呈衰
减趋势
超临界流体萃取技术迅速发展的原因:
二 超临界流体萃取
3、SC-CO2的萃取工作区为何通常选在临 界点附近？ 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关 系（利用压力和温度对超临界流体溶解能 力的影响而进行的） 在临界点附近（即工作区里），P上升或 T下降则溶剂的密度大幅度增加，对溶质 溶解度大幅度的增加，有利于溶质的萃取； 而P下降或T上升，则溶剂的密度大幅度 减小，对溶质的溶解度将大幅度减小，有 利于溶质的分离和溶剂的回收。
CO2的临界温度31.1℃,可在室温附近实现超
临界流体操作,节省能耗,并且临界压力不高,
设备加工不困难，是超临界流体技术中最常 用的溶剂.
超临界流体的主要特性
1 密度类似液体，溶剂化能力很强，压力和温度微小 变化可导致密度显著变化
2 粘度接近于气体,具有强传递性能和运动速度
3 扩散系数比气体小，但比液体高1~2个数量级；