再被液化 图25-1纯物质压温图(CO2) 严格地说,超临界流体是指那些高于又接近流体临界点,以单相形式而存在的流体。流 体在临界点附近其物理化学性质与在非临界状态有很大不同,其密度、介电常数、扩散系数、 粘度以及溶解度都有显著变化 人们利用超临界流体对混合物某些组分进行萃取,发现超临界流体具有良好的溶解性 能,能够萃取一些重要的化合物。在适当条件下,难溶物质在超临界相中的溶解度比在非临 界状态相下要大10倍。这是由于超临界相的密度增大了,导致溶剂的介电常数和极化度增 加,从而增加了溶剂分子与被溶解分子的作用力 由于在其它条件完全相同的情况下,流体的密度在相当程度上反映了它的溶解能力,而 超临界流体的密度又与压力和温度有关。因此,在进行超临界萃取操作时,通过改变体系的 温度和压力,从而改变流体密度,进而改变萃取物在流体中的溶解度,以达到萃取和分离的 目的。 关于超临界流体萃取时分子间作用的特点,可以认为它更近似于液—一液(固)萃取。蒸 馏过程之所以能分离预定的组分,主要是靠组分间挥发度的差异。而液一一液(固)萃取的分 离原理则是依靠各组分的溶解度差异;物质的挥发度虽与物质间的相互作用有关,但主要取 决于分子的热运动,而物质的溶解度则主要依赖于分子间的相互作用。当超临界流体的压力 增加,流体密度增大,分子间距离减少,它们之间的相互作用也就加强,溶剂分子与溶质分 子间的作用要么发生在气固界面或发生在液相界面上,要么发生在液相内部,使溶质分子克 服原有分子的相互作用而进入超临界相内,因此,其分离作用原理与液一一液萃取过程类似。 根据超临界流体萃取技术的原理,可将超临界流体萃取过程的基本特征归纳如下: 作为萃取溶剂的超临界流体同时兼有液体和气体的长处,它具有与液体相近的密度和介 电常数,又具有与气体相近的粘度,扩散系数也远大于一般液体。高的密度和介电常数有利 于溶剂和溶质分子之间的相互作用,提高溶剂效能:低的粘度和高的扩散系数有利于传质和 溶质溶剂间的分离,这样,可在较短的时间内达到平衡,提高萃取效率,也无需进行溶剂蒸 馏回收。所以超临界流体是萃取分离的理想溶剂。 利用超临界流体可在常温或不髙的温度下溶解或选择性地提取或萃取出相应难挥发的 物质,形成一个负载的超临界相,此方法特别适用于提取或精制热敏性和易氧化的物质 超临界流体的溶剂效能强烈依赖于流体密度、温度和压力,对于给定的物质,增加超临 界流体相的密度,使溶剂的溶解能力増加,萃取分离更为有效:降低超临界流体的密度,使 溶剂的溶解能力下降,有助于溶剂与溶质的回收。而超临界流体相的密度可由过程的温度和 压力进行控制。常用的溶剂种类并不多,但它们的性质,特别是密度可以在较宽的范围内随 压力和温度而发生变化。 二、超临界流体萃取剂的选择 用作超临界萃取剂的流体很多,这些流体有的价格昂贵制取困难,有的对设备有腐蚀和 破坏性,有的气体有毒有害,不适于提取食品或医药中的有效成分。与其它气体比较,二氧 化碳作为超临界溶剂具有较大的优越性。目前在食品、化妆品、医药、香料的领域中,常用 二氧化碳作为超临界萃取剂。二氧化碳基本上能满足非极性提取剂的要求,且价廉易得,还 不会引起被萃取物的污染,无毒无害,是食品工业领域超临界流体萃取中一种较理想和使用 较普遍的溶剂。 二氧化碳作为超临界萃取溶剂有以下溶解特点: (1)分子量大于500 dalton的物质具有一定的溶解度 (2)中、低分子量的卤化物、醛、酮、酯、醇、醚非常易溶。 (3)低分子量、非极性的脂族烃(20碳以下)及小分子的芳烃化合物是可溶解的 (4)分子量很低的极性有机物(如羧酸)是可溶解的,酰胺、脲、氨基甲酸乙酯、偶氮7 再被液化。 图 25-1 纯物质压温图（CO2） 严格地说，超临界流体是指那些高于又接近流体临界点，以单相形式而存在的流体。流 体在临界点附近其物理化学性质与在非临界状态有很大不同，其密度、介电常数、扩散系数、 粘度以及溶解度都有显著变化。 人们利用超临界流体对混合物某些组分进行萃取，发现超临界流体具有良好的溶解性 能，能够萃取一些重要的化合物。在适当条件下，难溶物质在超临界相中的溶解度比在非临 界状态相下要大 104 倍。这是由于超临界相的密度增大了，导致溶剂的介电常数和极化度增 加，从而增加了溶剂分子与被溶解分子的作用力。 由于在其它条件完全相同的情况下，流体的密度在相当程度上反映了它的溶解能力，而 超临界流体的密度又与压力和温度有关。因此，在进行超临界萃取操作时，通过改变体系的 温度和压力，从而改变流体密度，进而改变萃取物在流体中的溶解度，以达到萃取和分离的 目的。 关于超临界流体萃取时分子间作用的特点，可以认为它更近似于液——液(固)萃取。蒸 馏过程之所以能分离预定的组分，主要是靠组分间挥发度的差异。而液——液(固)萃取的分 离原理则是依靠各组分的溶解度差异；物质的挥发度虽与物质间的相互作用有关，但主要取 决于分子的热运动，而物质的溶解度则主要依赖于分子间的相互作用。当超临界流体的压力 增加，流体密度增大，分子间距离减少，它们之间的相互作用也就加强，溶剂分子与溶质分 子间的作用要么发生在气固界面或发生在液相界面上，要么发生在液相内部，使溶质分子克 服原有分子的相互作用而进入超临界相内，因此，其分离作用原理与液——液萃取过程类似。 根据超临界流体萃取技术的原理，可将超临界流体萃取过程的基本特征归纳如下： 作为萃取溶剂的超临界流体同时兼有液体和气体的长处，它具有与液体相近的密度和介 电常数，又具有与气体相近的粘度，扩散系数也远大于一般液体。高的密度和介电常数有利 于溶剂和溶质分子之间的相互作用，提高溶剂效能；低的粘度和高的扩散系数有利于传质和 溶质溶剂间的分离，这样，可在较短的时间内达到平衡，提高萃取效率，也无需进行溶剂蒸 馏回收。所以超临界流体是萃取分离的理想溶剂。 利用超临界流体可在常温或不高的温度下溶解或选择性地提取或萃取出相应难挥发的 物质，形成一个负载的超临界相，此方法特别适用于提取或精制热敏性和易氧化的物质。 超临界流体的溶剂效能强烈依赖于流体密度、温度和压力，对于给定的物质，增加超临 界流体相的密度，使溶剂的溶解能力增加，萃取分离更为有效；降低超临界流体的密度，使 溶剂的溶解能力下降，有助于溶剂与溶质的回收。而超临界流体相的密度可由过程的温度和 压力进行控制。常用的溶剂种类并不多，但它们的性质，特别是密度可以在较宽的范围内随 压力和温度而发生变化。 二、超临界流体萃取剂的选择 用作超临界萃取剂的流体很多，这些流体有的价格昂贵制取困难，有的对设备有腐蚀和 破坏性，有的气体有毒有害，不适于提取食品或医药中的有效成分。与其它气体比较，二氧 化碳作为超临界溶剂具有较大的优越性。目前在食品、化妆品、医药、香料的领域中，常用 二氧化碳作为超临界萃取剂。二氧化碳基本上能满足非极性提取剂的要求，且价廉易得，还 不会引起被萃取物的污染，无毒无害，是食品工业领域超临界流体萃取中一种较理想和使用 较普遍的溶剂。 二氧化碳作为超临界萃取溶剂有以下溶解特点： （1）分子量大于 500 dalton 的物质具有一定的溶解度。 （2）中、低分子量的卤化物、醛、酮、酯、醇、醚非常易溶。 （3）低分子量、非极性的脂族烃(20 碳以下)及小分子的芳烃化合物是可溶解的。 （4）分子量很低的极性有机物(如羧酸)是可溶解的，酰胺、脲、氨基甲酸乙酯、偶氮