超临界萃取.ppt

*,*,超临界流体萃取,S,upercritical,F,1uid,E,xtraction,，,SFE,10/28/2025,1,气体萃取,(Gas Extraction),流体萃取,(F1uid Extraction),稠密气体萃取,(Dense Gas Extraction),蒸馏萃取,(,Destraction,),溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性,10/28/2025,2,一、超临界流体,（,S,uper,c,ritical,F,luid,，,SCF,）,超临界萃取（,S,upercritical,F,1uid,E,xtraction,，,SFE,）,温度、压力略超过或靠近超临界温度,(,Tc,),和临界压力,(Pc),、,介于气体和液体之间的流体,1,、超临界流体,（,SCF,）,10/28/2025,3,相,密度,(g/ml),扩散系数,(cm,2,/s),粘度,(g/cm.s),气体,(G),10,-3,10,-1,10,-4,超临界流,(SCF),0.3,0.9,10,-3,10,-4,10,-4,10,-3,液体,(L),1,10,-5,10,-2,物理性质,特点：气液两重性,，,高渗透能力、低粘度,密度与液体相近、,优良的溶解能力,10/28/2025,4,改变压力、温度、密度,溶解不同类型物质,选择性提取,（目的）,10/28/2025,5,SCF,为萃取剂，萃取固体或液体中高沸点或热敏性成分，达到分离、纯化目的,2,、超临界萃取（,SFE,）,10/28/2025,6,20,世纪,70,年代，崭露头角，,环保、高效,萃取、石化、化学反应工程、材料科学、生物技术、环境工程等,领域发展的主导,随着认识和研究的进一步深化，更广泛、深入应用,人类科技进步、经济发展产生深远的影响,10/28/2025,7,10/28/2025,8,10/28/2025,9,5,）痕量,:,10,-9,3,、优点,1,）萃取时间短,:,强穿透力、高溶解度，快速提取,4,）低温,:,解决热敏感目标物萃取难题,3,）有利环保,:,解决有机溶剂对环境的污染,保护健康,2,）萃取彻底,:,提高后续分析准确性和可靠性,10/28/2025,10,与化学法萃取相比的优点,接近室温,(35,40),及,CO,2,气体笼罩下进行提取，,有效地防止热敏性物质的氧化和逸散,最干净的提取方法：,不用有机溶剂,溶媒无残留；防止提取,过程对人体的毒害和对环境的污染,纯天然,萃取、分离合二为一,，含溶解物的,CO,2,-SCF,流经分离器，压力下降，,CO,2,与萃取物迅速成为两相（气液分离），萃取,效率高、能耗少，节约成本,10/28/2025,11,CO,2,化学惰性：,不活泼气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不,燃性气体,无味、无臭、无毒，安全性好,CO,2,价格便宜，纯度高，易取，循环使用，,降低成本,通过改变温度或压力达到萃取目的：,压力固定，改变温度可将物质分离,温度固定，降低压力使萃取物分离,工艺简单，萃取速度快,。,10/28/2025,12,4,、超临界流体的选择原则,化学性质稳定,：无腐蚀性，不与萃取物反应,临界温度接近常温,或操作温度,操作温度低于,萃取,溶质,的,分解变质温度,临界压力低,（节省动力）,选择性高,（易得到纯产品）,纯度高,，溶解性能好，减少溶剂循环用量,来源充足，价格便宜，无毒,（食品和医药）,10/28/2025,13,5,、常见的超临界流体,二氧化碳之三相,图,10/28/2025,14,流体名称,分子式,临界压力,(bar),临界温度,(),临界密度,(g/cm,3,),二氧化碳,CO,2,72.9,31.2,0.433,水,H,2,O,217.6,374.2,0.332,氨,NH,3,112.5,132.4,0.235,乙烷,C,2,H,6,48.1,32.2,0.203,乙烯,C,2,H,4,49.7,9.2,0.218,氧化二氮,N,2,O,71.7,36.5,0.450,丙烷,C,3,H,8,41.9,96.6,0.217,戊烷,C,5,H,12,37.5,196.6,0.232,丁烷,C,4,H,10,37.5,135.0,0.228,10/28/2025,15,为什么选用,CO,2,？,临界条件温和,无毒、阻燃、价廉易得,溶解能力强,化工、医药、食品等工业,10/28/2025,16,6,、夹带剂,单一超临界溶剂局限性,某些物质在纯超临界流体中,溶解度很低,只有效萃取亲脂性物质,糖、氨基酸等极性物质，几乎不能萃取,选择性不高,溶质溶解度对温度、压力的变化不敏感,溶质与超临界流体分离时耗费的能量增加,10/28/2025,17,纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，提高,对被萃取组分的选择性和溶解度,夹带剂,改性剂,(,Modifer,),、共溶剂,(,Cosolvert,),添加量一般,临界流体,15,夹带剂：,甲醇、水、丙酮、乙醇,苯、甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、正已烷、环己烷等,10/28/2025,18,二、基本流程,10/28/2025,19,10/28/2025,20,10/28/2025,21,典型流程,等温法或绝热法：,在一定温度下，使超临界流体和溶质减压，经膨胀后分离，溶质由分离器下部取出，气体经压缩机返回萃取器循环使用,等压法：,经加热、升温使气体和溶质分离，从分离器下部取出萃取物，气体经冷却、压缩后返回萃取器循环使用,吸附法：,在分离器中，经萃取出的溶质被吸附剂吸附，气体经压缩后返回萃取器循环使用。,10/28/2025,22,10/28/2025,23,1,、普通的间歇式萃取系统,（,a,）,单级分离 （,b,）,两级分离 （,c,）,精馏,+,分离,1.,萃取釜,2.,减压阀,3.,分离釜,4.,换热器,5.,压缩机,6.,分离釜,7.,精馏柱,10/28/2025,24,2,半连续的超临界流体萃取系统,半连续超临界,CO,2,萃取萃取器,1.,阀门,2.,吹扬器,3.,萃取釜,10/28/2025,25,3,、液相物料连续逆流萃取系统,10/28/2025,26,4,、多孔塔盘液相原料萃取系统,10/28/2025,27,三、工业化超临界,CO,2,萃取设备,1.,国产设备的生产情况,10/28/2025,28,压缩机,萃取釜,制冷,MVC-760L,二氧化碳循环泵,10/28/2025,29,南通市华安超临界萃取有限公司,10/28/2025,30,10/28/2025,31,美晨集团股份有限公司,10/28/2025,32,南通市华安超临界萃取有限公司,10/28/2025,33,北京超流萃取技术研究所,10/28/2025,34,北京天安嘉华超临界科技发展有限公司,10/28/2025,35,云南亚太致兴生物工程研究所,10/28/2025,36,2.,国外设备的生产情况,10/28/2025,37,德国伍德公司,10/28/2025,38,10/28/2025,39,美国,Supercritical Processing Inc,进料,出渣,R-1 R-2,F-1,E-1,V-1,E-2,V-3,V-2,V-4,F-2,E-3,X-1,E-4,V-5,P-3,E-5,P-1 P-2,放空,去产品贮槽,VP-1,10/28/2025,40,10/28/2025,41,意大利,Fedegari,公司,10/28/2025,42,10/28/2025,43,天然药物研制,食品,医药保健品,天然香精香料的提取,化工,四、应用,10/28/2025,44,应 用 范 围,品 种,功能性油脂,沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油等,中药及中药提取物,穿心莲提取物、当归油、丹参提取物、厚朴提取物、薄荷油、五味子油、车前子油、柴胡油、川穹油、姜黄色素、菟丝子油、枸杞子油、鸦胆子油、天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野菊花油、苍术油、我术油、香附油、青蒿素、霍香游、紫苏叶油、熊果酸,调味品,姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油,香料、香精,辛夷花精油、烟叶精油,10/28/2025,45,超临界流体萃取技术的应用,10/28/2025,46,国外超临界萃取公司与产品,10/28/2025,47,国内超临界萃取公司与产品,10/28/2025,48,具有广阔应用前景的“绿色工艺”，符合可持续发展的潮流，为“绿色化学”提供新的思路。前途诱人，必将得到更大的发展,10/28/2025,49,可利用的,资源,：,紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等,天然药物研制,10/28/2025,50,食品,葵花籽、红花籽、花生、小麦胚芽、可可豆中提取油脂,比传统的压榨法的回收率高,而且不存在溶剂法的溶剂分离问题,10/28/2025,51,医药保健,抗生素药品生产中，传统方法使用丙酮、甲醇等有机溶剂，但要将溶剂完全除去，又不要变质非常困难。采用,SFE,法则完全可符合要求。,用,SFE,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,等对心脑血管疾病具有独特的疗效,10/28/2025,52,天然香精香料,有效地提取芳香组分，提高产品纯度，保持其天然香味,桂花、茉莉花、菊花、梅花、米兰花、玫瑰花中提取,花香精,，胡椒、肉桂、薄荷提取,香辛料,，芹菜籽、生姜，莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取,精油,，调味香料，较高的药用价值,10/28/2025,53,化工,制备液体燃料（美国）：,以甲苯为萃取剂，在,Pc=100atm,Tc,=400-440,条件下进行萃取，在,SCF,溶剂分子的扩散作用下，促进煤有机质发生深度的热分，能使三分之一的有机质转化为液体产物。,从,煤炭中萃取硫,等化工产品,10/28/2025,54,