超臨界萃取匯總一.超臨界流體

supercriticalfluid

超臨界流體是指溫度、壓力高于其臨界狀態(tài)的流體。通常把處于溫度超過臨界溫度而不論其壓力和密度是否超過臨界值狀態(tài)的流體都?xì)w之為超臨界流體。通常有CO2,N2,N2O,C2H4,CHF3（三氟甲烷）等。舉例：CO2的超臨界區(qū)→超臨界流體常見的幾種超臨界流體

氣體種類沸點／℃臨界壓力／MPa臨界溫度／℃臨界密度／(g/ml)二氧化碳-78.07.3031.040.468氧化亞氮-89.07.1035.500.457乙烯-103.75.009.500.200三氯甲烷-83.24.6029.500.516六氟化碳-63.83.7745.560.730氮氣-195.83.28-147.00.310氬氣-185.74.70-122.30.434二.超臨界流體的特點在臨界點以上的就是臨界流體區(qū)。它基本上仍是一種氣態(tài)，但又不同于一般的氣態(tài)。它的密度比一般氣體要大兩個數(shù)量級，與液體相近。粘度比液體小，但擴(kuò)散速度比液體快。所以有較好的流動性和傳遞性能。它的介電常數(shù)隨壓力而急劇變化。介電常數(shù)增大，有利于溶解一些極性物質(zhì)。

早在1879年就有人發(fā)現(xiàn)一些金屬的鹵化物可以被超臨界乙醇和四氯化碳所溶解，當(dāng)壓力降低時，有金屬鹽析出。但真正作為一種分離技術(shù)（萃?。﹦t是在20世紀(jì)60年代以后的事。思考：為什么要用超臨界流體來進(jìn)行萃取呢？它有哪些優(yōu)點可以被采納呢？它還有哪些應(yīng)用呢？

物質(zhì)在超臨界流體中的溶解度，受壓力和溫度的影響很大，可以利用升溫和降壓的手段（或兩者兼用）將超臨界流體所溶解的物質(zhì)分離出來，達(dá)到分離提純的目的（它兼有分離和萃取兩種作用）。超臨界流體萃取是指以超臨界流體為溶劑，從固體或液體中萃取可溶組分的分離操作。在高壓條件下，使超臨界流體與物料接觸，使物料中的有效成分（即溶質(zhì)）溶于超臨界流體中（即萃?。蛛x后，降低溶有溶質(zhì)的超臨界流體的壓力，使溶質(zhì)析出。如果有效成分（溶質(zhì)）不止一種，若采取逐級降壓，則可使多種溶質(zhì)分步析出。三.超臨界萃取除壓力與溫度外，在超臨界流體中加入少量其他溶劑也可改變它對溶質(zhì)的溶解能力。其作用機(jī)理至今尚未完全清楚。通常加入量不超過10%，且以極性溶劑甲醇、異丙醇等居多。加入少量的極性溶劑，可以使超臨界萃取技術(shù)的適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大到極性較大化合物。超臨界萃取劑的臨界溫度越接近操作溫度，則溶解度越大。臨界溫度相同的萃取劑，與被萃取溶質(zhì)化學(xué)性質(zhì)越相似，溶解能力越大。因此應(yīng)該選取與被萃取溶質(zhì)相近的超臨界流體作為萃取劑。萃取劑的選擇用作萃取劑的超臨界流體應(yīng)具備以下條件:

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對設(shè)備沒有腐蝕性，不與萃取物反應(yīng)；臨界溫度應(yīng)接近常溫或操作溫度，不宜太高或太低；操作溫度應(yīng)低于被萃取溶質(zhì)的分解變質(zhì)溫度；臨界壓力低，以節(jié)省動力費用；對被萃取物的選擇性高（容易得到純產(chǎn)品）；貨源充足，價格便宜，如果用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，還應(yīng)考慮選擇無毒的氣體。四.超臨界萃取優(yōu)點1、超臨界萃取可以在接近室溫(35～40℃)及CO2氣體籠罩下進(jìn)行提取，有效地防止了熱敏性物質(zhì)的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持著藥用植物的有效成分，而且能把高沸點、低揮發(fā)性、易熱解的物質(zhì)在遠(yuǎn)低于其沸點溫度下萃取出來；2、使用SFE是最干凈的提取方法，由于全過程不用有機(jī)溶劑，因此萃取物絕無殘留的溶劑物質(zhì)，從而防止了提取過程中對人體有害物的存在和對環(huán)境的污染，保證了100%的純天然性；3、萃取和分離合二為一，當(dāng)飽和的溶解物的CO2流體進(jìn)入分離器時，由于壓力的下降或溫度的變化，使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開，不僅萃取的效率高而且能耗較少，提高了生產(chǎn)效率也降低了費用成本；4、壓力和溫度都可以成為調(diào)節(jié)萃取過程的參數(shù)，通過改變溫度和壓力達(dá)到萃取的目的，壓力固定通過改變溫度也同樣可以將物質(zhì)分離開來；反之，將溫度固定，通過降低壓力使萃取物分離，因此工藝簡單容易掌握，而且萃取的速度快。五.超臨界流體萃取的常用設(shè)備工業(yè)設(shè)備圖（1）工業(yè)設(shè)備圖（2）六.超臨界萃取的應(yīng)用超臨界流體萃取技術(shù)之所以如此迅速發(fā)展，主要是由于：①各國尤其是發(fā)達(dá)國家的政府對食品、藥物等的溶劑殘留、污染制定了嚴(yán)格的控制法規(guī)；②消費者日益擔(dān)心食品生產(chǎn)中化學(xué)物質(zhì)的過多使用；③傳統(tǒng)加工技術(shù)不能滿足高純優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的要求；④傳統(tǒng)加工技術(shù)能耗大。舉例：在食品方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)的食用油提取方法是乙烷萃取法，但此法生產(chǎn)的食用油所含溶劑的量難以滿足食品管理法的規(guī)定，美國采用超臨界二氧化碳萃取法提取豆油獲得成功，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，且無污染問題。目前，已經(jīng)可以用超臨界二氧化碳從葵花籽、紅花籽、花生、小麥胚芽、棕櫚、可可豆中提取油脂，且提出的油脂中含中性脂質(zhì)，磷含量低，著色度低，無臭味。在醫(yī)藥保健品方面的應(yīng)用在抗生素藥品生產(chǎn)中，傳統(tǒng)方法常使用丙酮、甲醇等有機(jī)溶劑，但要將溶劑完全除去，又不使藥物變質(zhì)非常困難，若采用SCFE法則完全可以符合要求。美國ADL公司從7種植物中萃取出了治療癌癥的有效成分，使其真正應(yīng)用于臨床。用SCFE法從銀杏葉中提取的銀杏黃酮，從魚的內(nèi)臟，骨頭等提取的多烯不飽和脂肪酸（DHA，EPA），從沙棘籽提取的沙棘油，從蛋黃中提取的卵磷脂等對心腦血管疾病具有獨特的療效。日本學(xué)者宮地洋等從藥用植物蛇床子、桑白皮、甘草根、紫草、紅花、月見草中提取了有效成分。

天然香精香料的提取啤酒花是啤酒釀造中不可缺少的添加物，具有獨特的香氣、清爽度和苦味。傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的啤酒花浸膏不含或僅含少量的香精油，破壞了啤酒的風(fēng)味，而且殘存的有機(jī)溶劑對人體有害。超臨界萃取技術(shù)為酒花浸膏的生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。美國SKW公司從啤酒花中萃取啤酒花油,已形成生產(chǎn)規(guī)模。生物工程方面的應(yīng)用近年來的研究發(fā)現(xiàn)超臨界條件下的酶催化反應(yīng)可用于某些化合物的合成和拆分。另外在超臨界或亞臨界條件下的水可作為一種酸催化劑，對纖維素的轉(zhuǎn)化起催化作用，使其迅速轉(zhuǎn)化為葡萄糖。

1988年開發(fā)了超臨界流體細(xì)胞破碎技術(shù)（CFD）。用超臨界CO2作介質(zhì)，高壓CO2易于滲透到細(xì)胞內(nèi)，突然降壓，細(xì)胞內(nèi)因胞內(nèi)外較大的壓差而急劇膨脹發(fā)生破裂。超臨界流體還被用于物質(zhì)結(jié)晶和超細(xì)顆粒的制備當(dāng)中。

為何常使用超臨界流體co2作為萃取劑？1.密度大，溶解能力強(qiáng)。2.黏度小，擴(kuò)散快，可進(jìn)入各種微孔。3.毒性低，易分離。4.無殘留，不改變萃取物的香味和口味。5.操作條件溫和，萃取劑可重復(fù)利用，無三廢。6.可用于食品，保健品和藥品的萃取和提純。

廉價，易得?。∑?國內(nèi)研究現(xiàn)狀近10多年來，我國超臨界流體技術(shù)研究和應(yīng)用，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝流程及實驗設(shè)備等方面均有較好的發(fā)展，已形成了一支由科研單位、高等院校和企業(yè)構(gòu)成的高素質(zhì)研究、開發(fā)、應(yīng)用隊伍，并取得了一批我國的自主專利技術(shù)，尤其在中藥現(xiàn)代化應(yīng)用方面頗具特色和前景。中科院地化所超臨界流體技術(shù)研究開發(fā)中心在超臨界流體萃取設(shè)備的研制和生物資源有效成分的提取及產(chǎn)品開發(fā)等方面，取得了多項重要成果。面臨的問題1.設(shè)備操作壓力高，造價高，產(chǎn)品成本高，企業(yè)一次性投資風(fēng)險大；2.超臨界二氧化碳萃取性能的普遍適用性不高，它主要適用于非極性或弱極性化合物的提取，如油脂、揮發(fā)油等；3.目前國內(nèi)所用的設(shè)備均屬于簡單萃取，而簡單萃取方法無法生產(chǎn)高純度產(chǎn)品，因而大部分產(chǎn)品附加值不高；4.不少企業(yè)對該技術(shù)及裝備情況知之甚少，對其所生產(chǎn)產(chǎn)品的市場情況調(diào)查不夠，在應(yīng)用該技術(shù)及購置裝備時存在較大盲目性。人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書