第七章超临界流体萃取技术.ppt

超临界流体概念
什么是超临界流体在密闭的体系中,对如水、二氧化碳、甲醇等物质加压,当它们的气—液两相密度因高温膨胀与因高压压缩到正好相同时,液体和气体便完全融在一起,由一般状态成为一种新的呈现高压高温状态的“超临界流体”。在P—T图上,上述使气/液交融的压力和温度被称作“临界点”。温度和压力均超过临界点状态的流体,就成为超临界流体。
如水的临界点为374℃和220个大气压;CO2的临界点为31℃和73个大气压;甲醇的临界点239℃和79个大气压。
二氧化碳的相图
从图中可以看出,其蒸汽压曲线1g始于固、液、气三相交会点Tp(在三相点,三相呈平衡状态共存),此时温度为—℃,;1g终于二氧化碳的临界点Cp,℃,。
超临界流体的特性
超临界流体的性质十分特别。它既可以象气体那样粘度小,容易扩散,渗透到其他的物体,又可以象液体那样有很好的溶解性。
超临界流体还能够与油脂等物质结合,并有着特殊的结合力,因而可用其来脱脂、分离油分、祛除杂质等。在临界点附近,压力和温度的微小变化,会显著地影响流体的溶剂特性,如密度、扩散系数、界面张力、粘度、汽化热、溶剂度参数、介电常数、水离子积等。因而可通过控制体系的温度和压力来控制体系的平衡特性(相平衡和溶解度)、传递特性(传热系数、传质系数)和反应特性(反应速度、选择性、转化率),因而使分离、反应或材料加工过程实现可控。
超临界流体萃取 Supercritical Fluid Extration(SFE)
SFE是利用超临界流体密度大、粘度低、扩散系数大、兼有气体的渗透性和液体的溶解性作用的性质将样品中的待测物质溶解并从基体中分离出来。
它能同时完成萃取和分离两步操作,具有分离效率高,操作周期短,传质速度快,溶解能力强,选择性高,无环境污染等优点。。
SCF的应用研究
SCF的应用研究开始比较缓慢,直到20世纪70年代后期和80年代初期,SCF工业化才在西方发达国家得到迅速发展.
如德国Bermen城建立的从咖啡豆中提取咖啡因的工厂.
法国和英国也相继建立起超临界流体二氧化碳萃取啤酒花工厂等。
在食品方面的应用
美国采用超临界二氧化碳萃取法(SCFE),井解决了污染问题。、红花籽、花生。小麦胚芽、棕榈、可可豆中提取油脂,提出的油脂中含中性脂质,酸含量低,色度低,无臭味。
咖啡中含有的咖啡因对人体有害。西德Max—Plank煤炭研究所的 Zesst博士中开发了用该技术从咖啡豆提取咖啡因的专利技术,。咖啡因的含量巳从原米的1%%.并可保留咖啡中的芳香物质。
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在医药保僵品方面的应用
西德Saarland大学的Stahl教授对许多药用植物采用该法
对其有效成分(如各种生物碱,芳香性物质等性组分)实现了满意的分离。
在抗生素药品生产中,传统方法要将所用溶剂完全除去,又不使药物变质非常困难。若采用SCFE法则完全可以符合要求*
美国ADL公司从7种植物中萃取出有治疗癌症的有效成
分。
,且叶绿素不会被萃出。
另外,用该法还可从银杏叶中提取银杏黄酮,从鱼的内脏、骨头等提取多烯不饱和脂肪酸(DHA,EPA).从沙棘杆提取沙辣油,;桑白皮。甘草根、紫草、红花、月见草中提取有效成分。

用SCFE法萃取香料不仅可以有效地提取芳香组分。;
从桂花、茉莉花、菊花、梅花、。
从胡椒、肉桂、薄荷中提取香辛科,从芹菜籽、生姜,莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取香油。
天然色素的提取
超临界萃取技术克服了原有技术的缺点,我国用SCFE法提取天然色素(辣椒红色素)的技术已经达到。
在化工方面的应用
在美国,超临界技术还用米制备液体燃料。最近美国还研制成功用超临界二氧化碳既作反应剂又作萃取剂的新型乙酸制造工艺。俄罗斯、德国还把SCFE法用于油料脱沥青技术;