超临界流体萃取 (Superitical Fluid Extraction，简称SFE).

Presentation on theme: "超临界流体萃取 (Superitical Fluid Extraction，简称SFE)."— Presentation transcript:

1 超临界流体萃取 (Superitical Fluid Extraction，简称SFE)

2 什么是超临界流体？ 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。在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。

3 超临界流体萃取的定义： 超临界流体对物质进行溶解和分离的过程就叫超临界流体萃取(Superitical Fluid Extraction，简称SFE) 。超临界流体萃取是一项发展很快、应用很广的实用性新技术。它具有低温下提取，没有溶剂残留和可以选择性分离等特点，正为越来越多的科技工作者所重视，有关研究方兴未艾，新的研究成果不断问世。

4 技术原理 　　超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。

5 超临界流体萃取所用的溶剂有二氧化碳、烃类、氨和水等。现今开发中的应用有：渣油的溶剂脱沥青；从咖啡豆中除去咖啡因；从煤中萃取烃类化工原料；页岩油加工；从天然物质提取油脂、香精、维生素，以及从发酵液中提取乙醇等。

6

7 萃取装置 超临界萃取装置可以分为两种类型，一是研究分析型，主要应用于少量物质的分析，或为生产提供数据。二是制备生产型，主要是应用于批量或大量生产。

8 间歇式萃取机

9 超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：
萃取剂供应系统，低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。具体包括CO2注入泵、萃取器、分离器、压缩机、CO2储罐、冷水机等设备。由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的安全可靠性，并降低运行成本。

10 CO2超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction)

11 超临界CO2 萃取简介： 超临界流体萃取技术是近代化工分离中的一种新型分离技术，超临界CO2萃取是采用CO2作溶剂，超临界状态下的CO2流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界CO2萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。用超临界CO2作溶剂对生物、食品、药物等许多产物的提取和纯化。

12 超临界CO2 萃取特点： 临界温度低，适用于热敏性化合物的提取和纯化。 可提供惰环境，避免产物氧化，不影响萃取物的有效成份。
萃取速度快，无毒、不易燃，使用安全，不污染环境。无溶剂残留，无硝酸盐和重金属离子

13 超临界流体萃取 - 原理 超临界流体萃取工艺流程

14 超临界流体萃取 - 工艺流程 CO2-SFE工艺流程示意图
将需要萃取的植物粉碎，称取约300—700g装入萃取器（6）中，用CO2反复冲洗设备以排除空气。操作时先打开阀（12）及气瓶阀门进气，再启动高压阀（4）升压，当压力升到预定压力时再调节减压阀（9），调整好分离器（7）内的分离压力，然后打开放空阀（10）接转子流量计测流量通过调节各个阀门，使萃取压力、分离压力及萃取过程中通过CO2流量均稳定在所需操作条件，半闭阀门（10），打开阀门（11）进行全循环流程操作，萃取过程中从放油阀（8）把萃取液提出

15 超临界萃取方法提取天然产物一般用CO2作萃取剂的原因：
临界温度和临界压力低，操作条件温和，对有效成分的破坏少； CO2可看作是与水相似的无毒、廉价的有机溶剂； 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； 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； 在超临界CO2萃取时，流程简单。

16 超临界流体萃取 - 影响因素 1. 萃取压力的影响 2. 萃取温度的影响 3. 萃取颗粒大小 4. CO2的流量 5. 夹带剂的选择

17 超临界流体萃取 - 应用 自Hanay和Hogarth发现SFE原理以来以近百年了。从50年代开始进入实验阶段，如从石油中脱沥青等。70年代末，SFE技术在食品工业中应用日益广泛，其中从啤酒花中提取酒花精已经形成了生产规模。80年代以来，SFE技术广泛应用于香精和香辛料风味成分的提取（从玫瑰花、米兰花、菊花等提取天然花香剂；从薄荷、胡椒等提取香辛料；对绿茶、红茶进行全成分提取等）。

18 1 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（SCFE）提取豆油获得成功，产品质量大幅度提高，且无污染问题。 美国ADL公司最近开发了一个用SCFE技术提取酒精的方法，还开发了从油腻的快餐食品中除去过多的油脂，而不失其原有色香味及保有其外观和内部组织结构的技术，且已申请专利。 2 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。

19 3 在中药方面的应用 超临界流体萃取中药蜂胶 从药用植物中提取药效成分，是近五六年开始的。1998年3月底，来自中国及香港20多个单位的60多位专家学者聚集厦门大学，探讨了中药现代化问题，特别超临界流体技术。 根据研究开发实践，认为超临界流体萃取技术应用于中药提取分离及中药现代化，具有较大的潜力和可观前景。

20 4 在化工方面的应用 A. 天然香精香料的提取 用SCFE法萃取香料不仅可以有效地提取芳香组分，而且还可以提高产品纯度，能保持其天然香味，如从桂花、茉莉花、菊花、梅花、米兰花、玫瑰花中提取花香精，从胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料，从芹菜籽、生姜、莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油，不仅可以用作调味香料，而且一些精油还具有较高的药用价值。 B. 天然色素的提取 溶剂法生产的色素纯度差、有异味和溶剂残留，无法满足国际市场对高品质色素的需求。超临界萃取技术克服了以上这些缺点，目前用SCFE法提取天然色素(辣椒红色素)的技术已经成熟并达到国际先进水平。

21 5 在农药残留分析中的应用 农药残留分析包括对样品的提取、净化、浓缩、检测等步骤，其中提取和分离净化是分析的关键环节。传统的农药残留分析中，样品的前处理大多采用有机溶剂提取。溶剂提取存在许多缺点：一是溶剂浪费严重，对环境污染较大；二是费时，提取、净化过程繁琐；三是提取率低 。

22 超临界流体与环保工程 最先用于环保工程的超临界流体技术，是采用大粒度的憎水性阳离子交换树脂，吸附污水中的有机氯、有机硫、有机磷、酚类、腈类、胺类、石油醚、苯、联苯、二苯醚等有毒物，吸附了有毒物的憎水性阳离子交换树脂，用超临界CO2流体进行萃取解吸再生，重复使用吸附脂，这一工艺的优点在于投资少并可回收污水中的有毒物产品，缺点是处理后的水质难以控制。 超临界流体与生命科学 人们发现强超高压水在零下18°C 时不会结冰，这给生命科学家留下了许多想象的空间。目前更现实的是用超临界CO2处理人体骨骼及血液，可解决骨移植和输血安全性问题。

23 THE END 制作人：李三梅 曹晓敏 陈宏凤 郭素娥 张海洋 谢谢