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超临界流体萃取的基本原理

来源: 时间:2020-07-22 08:50:56 次数:

超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术,简称SFE。在较低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体,当温度增高时,液体的体积增大,对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度(Tc)和临界压力(Pc),高于临界温度和临界压力后,物质不会成为液体或气体,这一点就是临界点。再临界点以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,这个范围之内的流体成为超临界流体(SF)。

超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术,简称SFE。在较低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体,当温度增高时,液体的体积增大,对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度(Tc)和临界压力(Pc),高于临界温度和临界压力后,物质不会成为液体或气体,这一点就是临界点。再临界点以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,这个范围之内的流体成为超临界流体(SF)

超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性,可作为溶剂进行萃取、分离单体。超临界流体萃取是近代化工分离中出现的高新技术,SFE将传统的蒸馏和有机溶剂萃取结合一体,利用超临界CO2优良的溶剂力,将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。

SFE使用超临界CO2对物料进行萃取。

CO2是安全、无毒、廉价的液体,超临界CO2具有类似气体的扩散系数、液体的溶解力,表面张力为零,能迅速渗透进固体物质之中,提取其精华,具有高效、不易氧化、纯天然、无化学污染等特点。超临界流体萃取分离技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度密切相关,通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。

用超临界萃取方法提取天然产物时,一般用CO2作萃取剂。这是因为:a)临界温度和临界压力低(Tc=31.1℃,Pc=7.38MPa),操作条件温和,对有效成分的破坏少,因此特别适合于处理高沸点热敏性物质,如香精、香料、油脂、维生素等;b)CO2可看作是与水相似的无毒、廉价的有机溶剂;c)CO2在使用过程中稳定、无毒、不燃烧、安全、不污染环境,且可避免产品的氧化:d)CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金量,并且无有害溶剂的残留;e)在超临界CO2萃取时,被萃取的物质通过降低压力,或升高温度即可析出,不必经过反复萃取操作,所以超临界CO2萃取流程简单。因此超临界CO2萃取特别适合于对生物、食品、化妆品和药物等的提取和纯化。