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第3章 超临界流体萃取 第3章 超临界流体萃取 第3章 超临界流体萃取 第3章 超临界流体萃取 第3章 超临界流体萃取 第3章 超临界流体萃取 §3.1 概述 §3.2 超临界流体萃取的基本原理 §3.3 超临界CO2萃取的特性 §3.4 超临界流体的相平衡和溶质溶解度（略） §3.5 超临界萃取过程的质量传递 §3.6 超临界流体萃取技术的应用 第3章 超临界流体萃取 §3.1 概述 超临界萃取是70年代兴起的一门新兴的分离技术。 100多年前，Hannay和Hogarth发现了处在超临界状态下的CO2无论对液体或固体都有显著的溶解能力。 20世纪50年代美国科学家率先从理论上提出了将超临界流体用于萃取分离的可能性，并于70年代，用超临界CO2(SC-CO2) 萃取乙醇获得成功。 第3章 超临界流体萃取 什么是超临界：任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。液、气两相呈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。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。超临界流体(SCF)是指在临界温度（Tc）和临界压力(Pc)以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。 §3.2 超临界流体萃取的基本原理 第3章 超临界流体萃取 超临界流体萃取(Superitical Fluid Extraction，以下简称SFE)是一项发展很快、应用很广的实用性新技术。传统的提取物质中有效成份的方法，如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，其工艺复杂、产品纯度不高，而且易残留有害物质。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成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。 第3章 超临界流体萃取 超临界流体技术是近代分离科学中出现的高新技术。 超临界流体( supercritical fluid, SCF) : 在临界点以上物质处于既非液体又非气体的超临界状态。 P/Pa T/℃ Solid Gas Liquid Supercritical fluid Triple point Critical point Density changeable 三相点 临界点 超临界流体 第3章 超临界流体萃取 表3-1 流体的一些物理性质比较 流体 密度(kg/m3) 粘度(Pa·s) 扩散系数(m2/s) 气体 1.0 10-6～10-5 10-5 超临界流体 7.0×102 10-5 10-7 液体 1.0×103 10-4 10-9 “超临界状态是一种亚稳态” 第3章 超临界流体萃取 1.超临界流体的主要特征： 超临界流体的密度接近于液体。 超临界流体的扩散系数介于气态与液态之间，其粘度接近气体。 流体接近临界区，蒸发热急剧下降，至临界点则气-液相界面消失，蒸发焓为零，比热容也变为无限大。 流体在其临界点附近的压力或温度的微小变化都会导致流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。 第3章 超临界流体萃取 A B A线: 同一压 力下不同温度 时超临界流体 的密度差别很 显著 A线与B线 表示在 304.9K时 较小的压 力差别带 来显著的 密度差 第3章 超临界流体萃取 2.超临界萃取的特点 E p1 T1 S p2 T2 1 2 3 4 5 6 1—升压装置 2，6—换热器 3—萃取器 4—降压阀 5—分离器 第3章 超临界流体萃取 超临界萃取兼具精馏和液液萃取的特点 操作参数易于控制 溶剂可循环使用 特别适合于分离热敏性物质，且能实现无溶剂残留 第3章 超临界流体萃取 3.超临界萃取使用的萃取剂 极性、非极性萃取剂 第3章 超临界流体萃取 CO2最广泛： CO2的临界温度接近于室温（31.1oC），可防止热敏性物质的氧化和降解。 CO2的临界压力（7.38MPa）处于中等压力，易于达到。 CO2具有无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格便宜、易于精制、易于回收等优点。 SC-CO2还具有抗氧化灭菌作用，有利于保证和提高天然物产品的质量。 第3章 超临界流体萃取 ① 等温变压工艺 工艺流程：由萃取和分离两步组成 萃取塔 (T, p1) 分离器 (T,p2) ② 等压变温工艺 萃取塔 (T1, p) 换热器 分离器 (T2, p) 升温 节流阀 减压 4.超临界流体萃取-分离过程的基本模式 第3章 超临界流体萃取 ③ 恒温恒压工艺 萃取塔 (T, p) 吸附塔 (T, p) 用吸附剂除去有害物质 第3章 超临界流体萃取 (a) 等温法 T1＝T2，