超临界流体萃取技术.ppt

第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日一、超临界流体萃取的几个概念

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物质的临界状态：指物质气态和液态共存的一种边缘状态，在此状态下，液态的密度与其饱和蒸汽密度相同，因此气液两态界面消失。此状态只有在临界温度和临界压力下才能实现，如果气体处于临界温度之上，无论给予多大的压力，都不能将其液化。临界点：物质处于临界状态下所在的温度、压力点。超临界流体：指处于超过物质本身临界温度和临界压力状态时的流体。稳定的纯物质都有固定的临界点。超临界流体萃取：是利用SCF作为萃取剂，从液体和固体中萃取出特定成分，以达到某种分离的目的。第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日

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在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日超临界流体（SCF）的特性物质状态密度（g/cm3）粘度(g/cm/s)扩散系数(cm2/s)气态(0.6-2)×10-3(1-3)×10-40.1-0.4液态0.6-1.6(0.2-3)×10-2(0.2-2)×10-5SCF0.2-0.9(1-9)×10-4(2-7)×10-4由以上特性可以看出，超临界流体兼有液体和气体的双重特性，扩散系数大，粘度小，渗透性好，与液体溶剂相比，可以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程的实现。第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日某些常用流体的物理特征第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日利用CO2作为萃取剂主要有以下优点:(1)可以在35～40℃的条件下进行提取,能够防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散。(2)在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应;又由于完全隔绝了空气中的氧,因此,萃取物不会因氧化或化学变化而变质。(3)由于CO2不具备可燃性,且萃取过程中不使用易燃易爆的有机溶剂,相对安全。(4)CO2是较容易提纯与分离的气体,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染。第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日(5)萃取和分离合二为一,当饱含溶解物流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速分离,成为两相,故能耗较少。(6)CO2无味、无臭、无毒,价格便宜,纯度高,易得,且能够循环使用,降低了成本。(7)具有杀菌和保鲜的作用。(8)可以通过改变压力和调节温度来改变溶解性能,对于萃取成分有选择性。(9)扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。利用CO2作为萃取剂主要有以下优点:第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日超临界流体萃取技术的特点第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日二、超临界流体萃取的原理超临界流体(SCF)是指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上，其物理性质介于气体与液体之间的流体。这种流体(SCF)兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关，溶质在SCF中的溶解度也与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提取各种类型化合物的目的。第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日三、超临界流体萃取的优点1.提高SCF的密度，可以将待分离成分溶出，降低SCF密度，又可使该成分从SCF中析出；同时，SCF保持了气体具有的传递特征，比液体渗透得更快，能更快到达平衡。因此，超临界流体萃取效率一般都高于液体溶剂萃取。2.在接近临界点附近，只要温度和压力有微小变化，SCF的密度和溶解度都会发生很大变化，比较容易控制工艺条件。3.SCF容易从分离成分中去除，不会对产品和食品造成污染。4.选用的SCF性质稳定、无腐蚀性，特别适合具有热