超临界流体萃取.ppt

*2.溶质在超临界CO2的溶解度与选择性溶质在亚临界与超临界两种状态CO2中的溶解度行为具有连续性。CO2有极强的均一化作用，液态的及超临界态的CO2能与众多非极性、弱极性溶质相混溶。脂肪烃和低极性的亲脂性化合物的分子量增加，其在液体及超临界CO2中的溶解度逐渐下降。强极性官能团（-OH、-COOH）的引入会使化合物溶解度降低。液态及超临界的CO2对于大多数矿物无机盐、极性较强的物质几乎不溶。液态及超临界态的CO2对相对分子质量超过500的高分子化合物几乎不溶。第23页，共39页，星期日，2025年，2月5日*3.使用夹带剂的超临界CO2萃取夹带剂（entrainer，改性剂，modifier）：为提高单一组分的超临界溶剂对溶质的萃取能力，依待萃溶质的不同，适量加入适当的非极性或极性溶剂做共同试剂（co-solvent）。作用机理：增加被分离组分在超临界流体中的溶解度；在加入与溶质起特定作用的适宜夹带剂时，可使该溶质的选择性（或分离因子）提高。类型：混溶的超临界溶剂，其中含量少的被视为夹带剂。亚临界态的有机溶剂加入到纯超临界流体中。第24页，共39页，星期日，2025年，2月5日*影响：溶剂的密度溶质与夹带剂分子间的相互作用。选择：萃取段，夹带剂与溶质的相互作用能改善溶质的溶解度和选择性；分离段，夹带剂与超临界溶剂能较易分离，同时夹带剂与目标产物也较易分离；食品、医药工业中考虑夹带剂的毒性等问题。第25页，共39页，星期日，2025年，2月5日*§3.5超临界萃取过程的质量传递1.超临界流体萃取固体溶质中的传质——内扩散和外扩散之和控制溶质迁移到超临界流体步骤：溶质从内核表面脱附溶质通过基体有机层扩散至基体和SCF相界面溶质在基体周围的SCF滞留膜内溶解溶质扩散通过SCF滞留膜到达SCF主体中A：脱附/动力学过程控制B：溶解/洗脱过程控制第26页，共39页，星期日，2025年，2月5日*第27页，共39页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体萃取模型：超临界流体扩散进入天然母体的微孔结构被萃取成分在天然母体内与超临界流体发生溶剂化作用溶解在超临界流体中的萃取物随超临界流体经多孔的母体扩散至流动着的超临界流体主体萃取物与超临界流体主体在萃取区进行质量传递控制步骤2.传质模型核心收缩浸取模型扩散理论模型第28页，共39页，星期日，2025年，2月5日关于超临界流体萃取*第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日*§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2页，共39页，星期日，2025年，2月5日*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页，共39页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体萃取(SuperiticalFluidExtraction，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4页，共39页，星期日，2025年，2月5日*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(supercriticalfluid,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/PaT/℃SolidGasLiquidSupercriticalfluidTriplepointCriticalpointDensitychangeable三相点临界点超临界流体第5页，共39页，