一、概述

超臨界流體萃取(Supercritical fluid extraction，簡(jiǎn)稱(chēng)SFE或者SCFE)是用超臨界條件下的流體作為萃取劑，由液體或固體中萃取出所需成分(或有害成分)的一種分離方法。超臨界流體(Supercritical fluid，簡(jiǎn)稱(chēng)SCF)是指操作溫度超過(guò)臨界溫度和壓力超過(guò)監(jiān)界壓力狀態(tài)的流體。在此狀態(tài)下的流體，具有接近于液體的密度和類(lèi)似于液體的溶解能力，同時(shí)還具有類(lèi)似于氣體的高擴(kuò)散性、低粘度、低表面張力等特性。因此SCF具有良好的溶劑特性，很多固體或液體物質(zhì)都能被其溶解。常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等。其中以二氧化碳最為常用。由于SCF在溶解能力、傳遞能力和溶劑回收等方面具有特殊的優(yōu)點(diǎn)。而且所用溶劑多為無(wú)毒氣體。避免了常用有機(jī)溶劑的污染問(wèn)題。

早在100多年前，人們就觀察到臨界流體的特殊溶解性能，但在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)局限于實(shí)驗(yàn)室研究及石油化工方面的小型應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代以后才真正進(jìn)入發(fā)展高潮。1978年召開(kāi)了首屆專(zhuān)題討論會(huì)，1979年工業(yè)裝置投入運(yùn)行，標(biāo)志著超臨界萃取技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。

超臨界萃取之所以受到青睞，是由于它與傳統(tǒng)額液-液萃取或浸取相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：①萃取率高；②產(chǎn)品質(zhì)量高；③萃取劑易于回收；④選擇性好。

一、超臨界流體萃取的特點(diǎn)

1. 萃取和分離合二為一。當(dāng)飽含溶解物的二氧化碳超臨界流體流經(jīng)分離器時(shí)，由于壓力下降使得CO₂與萃取物迅速成為兩相(氣液分離)而立即分開(kāi)，不存在物料的相變過(guò)程，不需回收溶劑，操作方便；不僅萃取效率高，而且能耗較少，節(jié)約成本。

2. 壓力和溫度都可以成為調(diào)節(jié)萃取過(guò)程的參數(shù)。臨界點(diǎn)附近，溫度壓力的微小變化。都會(huì)引起CO2密度顯著變化，從而引起待萃物的溶解度發(fā)生變化。可通過(guò)控制溫度或壓力的方法達(dá)到萃取目的。壓力固定，改變溫度可將物質(zhì)分離；反之溫度固定，降低壓力使萃取物分離；因此工藝流程短、耗時(shí)少。對(duì)環(huán)境無(wú)污染，萃取流體可循環(huán)使用，真正實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程綠色化。

3. 萃取溫度低。CO2的臨界溫度為31.16℃。臨界壓力為7.38MPa，可以有效地防止熱敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸點(diǎn)、低揮發(fā)度、易熱解的物質(zhì)在其沸點(diǎn)溫度以下萃取出來(lái)。

4. 臨界CO2流體常態(tài)下是氣體，無(wú)毒，與萃取成分分離后，沒(méi)有溶劑的殘留，有效地避免了傳統(tǒng)提取條件下溶劑毒性的殘留。同時(shí)也防止了提取過(guò)程對(duì)人體的毒害和對(duì)環(huán)境的污染。

5. 超臨界流體的極性可以改變，一定溫度條件下，只要改變壓力或加入適宜的夾帶刑，即可提取不同極性的物質(zhì)，可選擇范圍廣。

二、超臨界萃取流程

利用SCF的溶解能力隨溫度或壓力改變而連續(xù)變化的特點(diǎn)，可將SFE過(guò)程大致分為兩類(lèi)，即等溫變壓流程和等壓變溫流程。前者是使萃取相經(jīng)過(guò)等溫減壓，后者是使萃取相經(jīng)過(guò)等壓升(降)溫、結(jié)果都能使SCF失去對(duì)溶質(zhì)的溶解能力，達(dá)到分離溶質(zhì)與回收溶劑的目的。

三、超臨界二氧化碳萃取儀

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