超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术,简称SFE(supercritical fluid extraction)。在较低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体,当压力增高时,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,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。 超临界流体萃取工艺流程
超临界流体萃取是近代化工分离中出现的高新技术,SFE将传统的蒸馏和有机溶剂萃取结合一体,利用超临界CO2优良的溶剂力,将基质与萃取物有效分离、提取和纯化。SFE使用超临界CO2对物料进行萃取。CO2是安全、无毒、廉价的液体,超临界CO2具有类似气体的扩散系数、液体的溶解力,表面张力为零,能迅速渗透进固体物质之中,提取其精华,具有高效、不易氧化、纯天然、无化学污染等特点。
超临界流体萃取分离技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度密切相关,通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。
超临界流体(Supercritical Fluid,SF)是处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,介于气体和液体之间的流体。超临界流体具有气体和液体的双重特性。SF的密度和液体相近,粘度与气体相近,但扩散系数约比液体大100倍。由于溶解过程包含分子间的相互作用和扩散作用,因而SF对许多物质有很强的溶解能力。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取,就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性,从动、植物中提取各种有效成份,再通过减压将其释放出来的过程。 CO2-SFE工艺流程示意图
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。可作为SF的物质很多,如二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨等,其中多选用CO2(临界温度接近室温,且无色、无毒、无味、不易燃、化学惰性、价廉、易制成高纯度气体)。
用超临界萃取方法提取天然产物时,一般用CO2作萃取剂。这是因为:
a) 临界温度和临界压力低(Tc=31.1℃,Pc=7.38MPa),操作条件温和,对有效成分的破坏少,因此特别适合于处理高沸点热敏性物质,如香精、香料、油脂、维生素等;