超臨界流體萃取的探究

1、超臨界流體萃取的探究摘要：本文就超臨界流體萃取這一單元操作的基本原理、方法、應用以及發(fā)展前景等內容進行綜述。目的是通過查找相關資料文獻進一步的了解超臨界流體萃取這一單元操作，并得出自己的一些觀點看法與設想。關鍵詞：超臨界流體，萃取，SFECO2，分離純化。超臨界流體萃取簡稱SCFE，是利用超臨界狀態(tài)的流體具有強溶解能力而對物質進行提取分離的技術。雖然早在1879年就有人發(fā)現(xiàn)超臨界乙醇異乎尋常的溶解特性，但真正將其應用于工業(yè)實踐并引起關注

2、，只是近20多年來的事情[1]。由于SCFE技術具有一系列優(yōu)點，20世紀80年代以來，國際上投入大量人力物力進行研究，范圍涉及食品、香料、醫(yī)藥和化工等領域，并取得一些列進展[2]。SCFE可操作于較低溫度，能使食品中熱敏成分免遭破壞。因此，超臨界流體萃取技術在食品工業(yè)中有廣闊的應用前景。本文就這一熱門單元操作簡要介紹了它的基本原理、方法應用以及發(fā)展前景等內容。使我們更加簡單方便的了解這一單元操作[3]。1.超臨界流體萃取概述1.1.超臨

3、界流體物質處于其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上狀態(tài)時，向該狀態(tài)氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大，具有類似液體性質，同時還保留氣體性能的流體[4]。1.2.超臨界流體特點超臨界流體(SCF)是指同時處于臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上，其物理性質介于氣體與液體之間的流體，這種流體(SCF)兼有氣液兩重性的特點，它既有與氣體相當?shù)母邼B透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對許多物質優(yōu)良的溶解能力。2.超臨界流體萃取的過

4、程及設備2.1.超臨界CO2萃取過程特點超臨界萃取工藝過程主要由萃取釜和分離釜二部分組成，并適當配合壓縮裝置和熱交換設備所構成。對于原料為固體的萃取過程可歸納為3種基本工藝流程——等溫法、等壓法和吸附法[12]。等溫法萃取過程的特點是萃取釜和分離釜等溫，萃取釜壓力高于分離釜壓力。利用高壓下CO2對溶質的溶解度大大高于低壓下的溶解度這一特性，講萃取釜中CO2選擇性溶解的目標組分在分離釜中析出成為產品。降壓過程在用降壓閥，降壓后的CO2流體

5、（一般處于臨界壓力以下）通過壓縮機或高壓泵再將壓力提升到萃取釜壓力，循環(huán)使用。等壓法工藝流程特點是萃取萃取釜和分離釜壓力相同，利用二者溫度不相同時CO2流體溶解度的差別來分達到分離目的。吸附法工藝流程中萃取和分離處于相同溫度和壓力下，利用分離釜中填充特定吸附劑將CO2流體中分離目標組分選擇性吸附除去，然后定期再生吸附即可達到分離之目的。對比等溫、等壓和吸附三種基本流程的能耗可見，吸附法理論上不需要壓縮能耗和熱交換能耗，應是最節(jié)能的過程。

6、但是該法只是用于可使用選擇性吸附方法分離目標組分的體系，絕大多數(shù)天然產物分離過程很難通過吸附來收集產品，所以吸附法只能用于少量雜質脫除過程。已知一般條件下，溫度變化對CO2流體的溶解度影響遠小于壓力變化的影響。因此，通過改變溫度的等壓法工藝過程，雖然可節(jié)省壓縮能耗，但實際分離性能受到很多限制，實用價值較少。所以通常超臨界CO2萃取過程大多采用改變壓力的等溫發(fā)流程。2.2.2.固體物料的超臨界CO2萃取工藝過程（1）常用固體物料萃取過程天

7、然產物超臨界CO2萃取工藝一般采用等溫法和等壓法混合流程，并以改變壓力為主要分離手段。萃取工藝流程一充分利用CO2流體溶解度差別為主要控制指標。萃取釜壓力提高，有利于溶解度增加，但過高壓力將增加設備的投資和壓縮能耗，從即經濟指標考慮，通常工業(yè)應用的萃取過程都選用低于32Mpa的壓力。分離釜是產品分離和CO2流體循環(huán)的組成部分。分離壓力越低，萃取和解析的溶解度差值就越大，越有利于分離過程效率的提高。但工業(yè)化流程都采用液化CO2，再經高壓泵