超临界流体萃取法
微生物技术及应用0802班小黑 2008243080215
摘要:
超临界流体萃取法是利用超临界流体作为萃取剂,从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分,已达到分离提纯的目的。本文大概介绍了超临界流体的基本概念、性质、必备条件、操作流程,以及应用的问题。超临界流体萃取技术已成为一门新的分离技术,应用领域相当广泛,具有广阔的发展前景。
关键词:
超临界流体,萃取,分离技术,提纯
一 超临界流体的基本概念及性质
概念:
超临界流体是指温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体,具有和液体一样的凝聚力、溶解力。然而其扩散系数有接近气体,是通常液体的数百倍,因此,超临界萃取具有很高的萃取速度。另外该流体随着温度与压力的连续变化,对物质的萃取具有选择性,而且萃取后也很容易分离。
性质:
1、p-V-T性质
在临界区的附近,压力和温度的微小变化就能引起流体的密度极大变化,而非挥发性溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比。超临界流体萃取就是利用了这个性质,形成了新的分离技术。
2、传递特性
超临界流体的密度和液体相近,粘度和气体相近,自然扩散系数比液体大100倍左右。这些性质决定了超临界流体萃取比常规的液体萃取的压降要低,完成传质、达到平衡要快,分离效果好。
3、选择性
为了使超临界流体萃取过程能进行有效的分离或清除微量杂质,必须要求超临界流体萃取中的溶剂有良好的选择性。提高选择性的原则是:第一,操作温度和临界温度接近;第二,超临界流体的化学性质和待分离溶质的化学性质接近。在两条原则基本符合的情况下,分离效果比较理想。
二 超临界流体的选定
作为萃取剂的超临界流体必须具备的条件:
1 萃取剂具有化学稳定性,对设备无腐蚀性。
2 临界温度不能太高或太低,最好在室温或操作温度附近。
3 操作温度应低于被萃取溶质的分解温度或变质温度。
4 临界压力不能太高,可节约压缩动力费。
5 选择性要好,易得到高纯度制品。
6 溶解度要高,可减少溶剂的循环量。
7 萃取剂要容易获取,价格低廉。
8 当在食品、医药中应用时,萃取剂应当对人体无任何毒性。
三 超临界流体萃取过程
超临界流体萃取过程基本上是由萃取阶段和分离阶段组成的,如图:
溶剂+萃取质A
原料A+B萃取分离萃取质A
循环萃取剂
萃取残质B
分离方法可以分为:
依靠压力变化萃取分离法(等温法、绝热法)
依靠温度变化萃取分离法(等压法)
用吸附剂进行萃取分离法(吸附法)
四 超临界流体萃取的应用
超临界流体萃取是一项具有特殊优势的分离技术,特别适用于提取或精制热敏性和易氧化的物质。
超临界流体萃取和液体溶剂萃取比较
超临界流体萃取法 | 液体溶剂萃取法 | |
1 | 可选择萃取挥发性小的物质,生成超临界相 | 在要分离的原料中加入溶剂形成二相 |
2 | 萃取能力由T、p控制 | 萃取能力由温度及混合溶剂浓度控制,与压力无关 |
3 | 可常温高压操作,处理对热不稳定的物质 | 都在常温常压下进行 |
4 | 溶质、溶剂易于分离 | 溶质、溶剂分离常用蒸馏法,存在对热稳定性问题 |
5 | 粘度小,扩散系数大,易达到平衡 | 扩散系数小,有时粘度很大 |
6 | 超临界溶质浓度小 | 萃取相为液相,溶质浓度一般较高 |
以超临界流体萃取在食品工业中的应用为例:
1 植物油的萃取(大豆、花生、棕榈等)
2 动物油的萃取(鱼油、肝油)
3 食品的脱脂(马铃薯片、无脂淀粉、油炸食品)
4 从茶叶、咖啡中脱除咖啡因,啤酒花的萃取等
5 香料的萃取
6 植物色素的萃取
7 含酒精饮料的软化
8 油脂的脱色脱臭