超临界萃取汇总.pptx

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1、 超临界萃取 主讲人：王姗姗 20162016年1010月2424日 第1页/共28页一.超临界流体 supercriticalfluid 超临界流体是指 温度、压力高于其临界状态的流体。通常把处于温度超过临界温度而不论其压力和密度是否超过临界值状态的流体都归之为超临界流体。通常有CO2,N2,N2O,C2H4,CHF3（三氟甲烷）等。第2页/共28页举例：CO2的超临界区超临界流体超临界流体第3页/共28页常见的几种超临界流体 气体种类气体种类沸点沸点临界压力临界压力MPa临界温度临界温度临界密度临界密度(g/ml)二氧化碳 -78.07.3031.040.468 氧化亚氮 -89.07.1

2、035.500.457 乙烯-103.75.009.500.200 三氯甲烷-83.24.6029.500.516 六氟化碳-63.83.7745.560.730 氮气-195.83.28-147.00.310 氩气-185.74.70-122.30.434第4页/共28页二.超临界流体的特点在临界点以上的就是临界流体区。它基本上仍是一种气态，但又不同于一般的气态。它的密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近。粘度比液体小，但扩散速度比液体快。所以有较好的流动性和传递性能。它的介电常数随压力而急剧变化。介电常数增大，有利于溶解一些极性物质。第5页/共28页 早在1879年就有人发现一些金属的卤

3、化物可以被超临界乙醇和四氯化碳所溶解，当压力降低时，有金属盐析出。但真正作为一种分离技术（萃取）则是在20世纪60年代以后的事。思考：思考：为什么要用超临界流体来进行萃取呢？为什么要用超临界流体来进行萃取呢？它有哪些优点可以被采纳呢？它有哪些优点可以被采纳呢？它还有哪些应用呢？它还有哪些应用呢？第6页/共28页 物质在超临界流体中的溶解度，受压力和温度的影响很大，可以利用升温和降压的手段（或两者兼用）将超临界流体所溶解的物质分离出来，达到分离提纯的目的（它兼有分离和萃取两种作用）。超临界流体萃取是指以超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取可溶组分的分离操作。第7页/共28页在高压条件下，使超临界

4、流体与物料接触，使物料中的有效成分（即溶质）溶于超临界流体中（即萃取），分离后，降低溶有溶质的超临界流体的压力，使溶质析出。如果有效成分（溶质）不止一种，若采取逐级降压，则可使多种溶质分步析出。三.超临界萃取第8页/共28页除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。第9页/共28页超临界萃取剂的临界温度越接近操作温度，则溶解度越大。临界温度相同的萃取剂，与被萃取溶质化学性质越相似，溶解能力越大。因此应该

5、选取与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂。萃取剂的选择第10页/共28页用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件:化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物反应；临界温度应接近常温或操作温度，不宜太高或太低；操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；临界压力低，以节省动力费用；对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；货源充足，价格便宜，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无毒的气体。第11页/共28页四.超临界萃取优点1、超临界萃取可以在接近室温(3540)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持着药用植物的有效成分，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物

6、质在远低于其沸点温度下萃取出来；2、使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天然性；第12页/共28页3、萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时，由于压力的下降或温度的变化，使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取的效率高而且能耗较少，提高了生产效率也降低了费用成本；4、压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来；反之，将温度固定，通过降低压力使萃取物分离，因此工

7、艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。第13页/共28页五.超临界流体萃取的常用设备第14页/共28页工业设备图（1）第15页/共28页工业设备图（2）第16页/共28页六.超临界萃取的应用超临界流体萃取技术之所以如此迅速发展，主要是由于：各国尤其是发达国家的政府对食品、药物等的溶剂残留、污染制定了严格的控制法规；消费者日益担心食品生产中化学物质的过多使用；传统加工技术不能满足高纯优质产品的要求；传统加工技术能耗大。第17页/共28页举例：在食品方面的应用举例：在食品方面的应用传统的食用油提取方法是乙烷萃取法，但此法生产的食用油所含溶剂的量难以满足食品管理法的规定，美国采用超临界二氧化碳萃取法提取

8、豆油获得成功，产品质量大幅度提高，且无污染问题。目前，已经可以用超临界二氧化碳从葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、棕榈、可可豆中提取油脂，且提出的油脂中含中性脂质，磷含量低，着色度低，无臭味。第18页/共28页在医药保健品方面的应用在抗生素药品生产中，传统方法常使用丙酮、甲醇等有机溶剂，但要将溶剂完全除去，又不使药物变质非常困难，若采用SCFE法则完全可以符合要求。美国ADL公司从7种植物中萃取出了治疗癌症的有效成分，使其真正应用于临床。第19页/共28页用SCFE法从银杏叶中提取的银杏黄酮，从鱼的内脏，骨头等提取的多烯不饱和脂肪酸（DHA，EPA），从沙棘籽提取的沙棘油，从蛋黄中提取的卵磷脂等

9、对心脑血管疾病具有独特的疗效。日本学者宫地洋等从药用植物蛇床子、桑白皮、甘草根、紫草、红花、月见草中提取了有效成分。第20页/共28页天然香精香料的提取啤酒花是啤酒酿造中不可缺少的添加物，具有独特的香气、清爽度和苦味。传统方法生产的啤酒花浸膏不含或仅含少量的香精油，破坏了啤酒的风味，而且残存的有机溶剂对人体有害。超临界萃取技术为酒花浸膏的生产开辟了广阔的前景。美国SKW公司从啤酒花中萃取啤酒花油,已形成生产规模。第21页/共28页生物工程方面的应用近年来的研究发现超临界条件下的酶催化反应可用于某些化合物的合成和拆分。另外在超临界或亚临界条件下的水可作为一种酸催化剂，对纤维素的转化起催化作用，使

10、其迅速转化为葡萄糖。1988年开发了超临界流体细胞破碎技术（CFD）。用超临界CO2作介质，高压CO2易于渗透到细胞内，突然降压，细胞内因胞内外较大的压差而急剧膨胀发生破裂。超临界流体还被用于物质结晶和超细颗粒的制备当中。第22页/共28页为何常使用超临界流体co2作为萃取剂？1.密度大，溶解能力强。2.黏度小，扩散快，可进入各种微孔。3.毒性低，易分离。4.无残留，不改变萃取物的香味和口味。5.操作条件温和，萃取剂可重复利用，无三废。6.可用于食品，保健品和药品的萃取和提纯。廉价，廉价，易得！易得！第23页/共28页七.国内研究现状近10多年来，我国超临界流体技术研究和应用，从基础数据、工艺

11、流程及实验设备等方面均有较好的发展，已形成了一支由科研单位、高等院校和企业构成的高素质研究、开发、应用队伍，并取得了一批我国的自主专利技术，尤其在中药现代化应用方面颇具特色和前景。中科院地化所超临界流体技术研究开发中心在超临界流体萃取设备的研制和生物资源有效成分的提取及产品开发等方面，取得了多项重要成果。第24页/共28页面临的问题1.设备操作压力高，造价高，产品成本高，企业一次性投资风险大；2.超临界二氧化碳萃取性能的普遍适用性不高，它主要适用于非极性或弱极性化合物的提取，如油脂、挥发油等；3.目前国内所用的设备均属于简单萃取，而简单萃取方法无法生产高纯度产品，因而大部分产品附加值不高；4.不少企业对该技术及装备情况知之甚少，对其所生产产品的市场情况调查不够，在应用该技术及购置装备时存在较大盲目性。第25页/共28页人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。第26页/共28页第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页