第4章萃取分离课件

萃取分离萃取分离利用溶质在互不相溶的两相之利用溶质在互不相溶的两相之间间分配系数分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。的方法。第第4章章萃取分离法萃取分离法第第4 4章章 萃取分离法萃取分离法4.1 溶剂萃取溶剂萃取4.2 超临界流体萃取超临界流体萃取4.3 双水相萃取双水相萃取4.4 凝胶萃取凝胶萃取4.1 4.1 溶剂萃取溶剂萃取 一、溶剂一、溶剂萃取萃取的定义的定义 指利用溶质在互不相溶的两相之间指利用溶质在互不相溶的两相之间分配分配系数的差异系数的差异来使之得到分离的方法。来使之得到分离的方法。如：向含有碘的水溶液中加如：向含有碘的水溶液中加 入入CCl4，混合后静置分层，混合后静置分层，碘会转移至碘会转移至CCl4中。中。这是由于被萃物这是由于被萃物碘碘在在CCl4 中的分配系数大于它在水中中的分配系数大于它在水中 的分配系数的缘故。的分配系数的缘故。CCl4水相似相溶规则：相似相溶规则：极性化合物易溶于极性的溶剂，而非极极性化合物易溶于极性的溶剂，而非极性化合物易溶于非极性溶剂。性化合物易溶于非极性溶剂。如：如：I2易溶于非极性的易溶于非极性的CCl4而难溶于极而难溶于极性的性的H2O；而水可以从而水可以从丙醇和溴丙烷丙醇和溴丙烷的混合液中萃的混合液中萃取极性的取极性的丙醇丙醇。在一个萃取体系中，存在着：在一个萃取体系中，存在着：溶溶 质质A易溶于萃取剂的组分，易溶于萃取剂的组分，原溶剂原溶剂B难溶于萃取剂的组分，难溶于萃取剂的组分，萃取剂萃取剂S选定的溶剂，选定的溶剂，S与与B不相混溶。不相混溶。萃取相萃取相E由萃取剂由萃取剂S+溶质溶质A组成，组成，萃余相萃余相R由原溶剂由原溶剂B+未被萃取的其他未被萃取的其他溶质组成。溶质组成。萃取是一种常用的萃取是一种常用的分离分离和和富集富集方法，把某种或某些物方法，把某种或某些物质从一个液相质从一个液相(水相水相)转移到另外一个液相转移到另外一个液相(有机有机相相)。在上述的例子中，在上述的例子中，选用的选用的CCl4既是既是萃取溶剂萃取溶剂，同时也是，同时也是萃取萃取剂剂。萃取剂萃取剂在水中加入某种试剂，使被萃物质与试剂在水中加入某种试剂，使被萃物质与试剂结合成不带电荷的、难溶于水的分子。这种试剂称结合成不带电荷的、难溶于水的分子。这种试剂称萃取萃取剂。剂。萃取溶剂萃取溶剂主要起改善有机相物理性质的作用。主要起改善有机相物理性质的作用。有时有机相由有时有机相由两种溶剂两种溶剂组成，一种是组成，一种是萃取溶剂萃取溶剂，另一种是另一种是萃取剂。萃取剂。碘碘水水CCl4碘碘CCl4；水；水例如：如用例如：如用氯仿氯仿来萃取水溶液中的来萃取水溶液中的Al3+时，可时，可用用8羟基喹啉羟基喹啉作萃取剂，使之形成作萃取剂，使之形成8羟基喹羟基喹啉铝啉铝，难溶于水而易溶于氯仿。，难溶于水而易溶于氯仿。8羟基喹啉羟基喹啉萃取剂萃取剂，而氯仿而氯仿萃取溶剂萃取溶剂。二、萃取的特点二、萃取的特点选择性好，回收率高，分离效果好；选择性好，回收率高，分离效果好；设备简单、操作快速、简便；设备简单、操作快速、简便；既适于常量分析也适于微量分析；既适于常量分析也适于微量分析；既可分离既可分离有机物质有机物质，又可分离又可分离无机离无机离子子；但但有机溶剂易挥发、易燃、有毒，且消耗有机溶剂易挥发、易燃、有毒，且消耗量大。量大。三、萃取的本质三、萃取的本质使欲分离的物质由使欲分离的物质由亲水性亲水性转化为转化为疏水性疏水性，而且在有机，而且在有机溶剂中有较大的溶解度，从而从水相转入有机相，达溶剂中有较大的溶解度，从而从水相转入有机相，达到分离溶液中某些物质的目的。到分离溶液中某些物质的目的。亲水性亲水性:易溶于水难溶于有机溶剂的性质。易溶于水难溶于有机溶剂的性质。凡是离子态的物质都具有亲水性；凡是离子态的物质都具有亲水性；疏水性疏水性:易溶于有机溶剂难溶于水的性质。易溶于有机溶剂难溶于水的性质。如，油脂、萘、蒽等如，油脂、萘、蒽等萃取过程就是加入某种试剂，使萃取过程就是加入某种试剂，使亲水性物质亲水性物质向向疏水性疏水性转化，再选择一种结构相似的有机溶剂转化，再选择一种结构相似的有机溶剂,使待分离物使待分离物最大限度地转入另一相中。最大限度地转入另一相中。规律规律:(1).离子都有亲水性；离子都有亲水性；(2).亲水基团越多亲水性越强；亲水基团越多亲水性越强；常见的常见的亲水基团亲水基团:OH、SO3H、COOH、NH2、=NH等。等。(3).疏水基团越多、分子量越大、疏水性越强。疏水基团越多、分子量越大、疏水性越强。常见常见的的疏水基团疏水基团:R、RX、Ar等等丁二酮肟丁二酮肟镍镍丁二酮肟丁二酮肟例如：水中痕量污染物例如：水中痕量污染物Ni2+以水合离子以水合离子Ni(H2O)62+形式存在，形式存在，具有亲水性。要使具有亲水性。要使Ni2+从溶液中分离除去，应先将其转为疏从溶液中分离除去，应先将其转为疏水的，而且易溶于有机溶剂的镍的化合物。水的，而且易溶于有机溶剂的镍的化合物。可在氨性溶液中（可在氨性溶液中（pH=9）加入）加入丁二酮肟丁二酮肟，生成稳定的镍螯，生成稳定的镍螯合物：丁二酮肟合物：丁二酮肟镍。镍。萃取物质由萃取物质由亲水性亲水性转化为转化为疏水性疏水性的过程。即：的过程。即：萃取萃取：亲水性亲水性 疏水性疏水性相反，如条件改变时，也可使被萃取物由有机相转移到水相，相反，如条件改变时，也可使被萃取物由有机相转移到水相，此过程称为反萃取。此过程称为反萃取。反萃取反萃取：疏水性疏水性 亲水性亲水性如上例中，生成的丁二酮肟如上例中，生成的丁二酮肟镍螯合物进入有机相后，向有镍螯合物进入有机相后，向有机相加入盐酸（机相加入盐酸（0.5-1.0 N），丁二酮肟），丁二酮肟镍能完全离解为镍能完全离解为Ni2+和丁二酮肟，立即恢复其亲水性和丁二酮肟，立即恢复其亲水性,又重新转入水相中。又重新转入水相中。利用反萃取，往往可使欲分离的组分与萃取剂分离开，以利利用反萃取，往往可使欲分离的组分与萃取剂分离开，以利于后续的测定。于后续的测定。四、萃取平衡及特征参数四、萃取平衡及特征参数萃取开始时，有机相中萃取开始时，有机相中HR的浓度迅速上升，随后，增加的浓度迅速上升，随后，增加的速度减慢，最后达到一恒定的值。的速度减慢，最后达到一恒定的值。与此相对应，水相中与此相对应，水相中HR的浓度起初迅速下降，然后减少的浓度起初迅速下降，然后减少的速度减慢，最后也达到一恒定的值。此时萃取即达到的速度减慢，最后也达到一恒定的值。此时萃取即达到平衡：平衡：通常用以下几个通常用以下几个特征参数特征参数来衡量萃取体系的优劣及组分来衡量萃取体系的优劣及组分分离、富集的效果。分离、富集的效果。1.分配系数分配系数KD 萃取是溶质在两相中经过充分振摇，达到平衡后按一萃取是溶质在两相中经过充分振摇，达到平衡后按一定比例定比例重新分配重新分配的过程。在恒温、恒压、较稀浓度下，溶的过程。在恒温、恒压、较稀浓度下，溶质在两相中达到平衡时，溶质在两相中的浓度比值为一常质在两相中达到平衡时，溶质在两相中的浓度比值为一常数（分配系数），即：数（分配系数），即：上式中，上式中，KD就是分配系数。就是分配系数。只有在只有在稀溶液稀溶液中，而且在一定温度下，中，而且在一定温度下，KD才是常才是常数。数。校正：若浓度较高（校正：若浓度较高（I0），），则应校正则应校正I的影的影响，即用活度比响，即用活度比PD代替浓度比代替浓度比KD。只有在稀溶液中，两相中的活度系数为只有在稀溶液中，两相中的活度系数为1，此时，此时KD=PD.讨论：讨论：1）不同溶质在不同的溶剂中具有不同的）不同溶质在不同的溶剂中具有不同的K 值；值；2）K 值越大表示该溶质在有机相中的溶解度越大；值越大表示该溶质在有机相中的溶解度越大；3）当混合物中各组分的）当混合物中各组分的K 值很接近时，须通过不断更值很接近时，须通过不断更新溶剂进行多次萃取才能彼此分离；新溶剂进行多次萃取才能彼此分离；4）分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分）分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分配系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解配系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解度度是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液；是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液；2、分配比、分配比D 分配系数分配系数KD用于描述溶质为用于描述溶质为单一形式单一形式存在的情况，如果存在的情况，如果有多种存在形式，则引入有多种存在形式，则引入分配比分配比：c1总总、c2总总分配平衡后，溶质（包括所有的存在形式）分配平衡后，溶质（包括所有的存在形式）分别在上、下层液相中的分别在上、下层液相中的总浓度总浓度。当溶质以为当溶质以为单一形式单一形式存在时，存在时，K=D萃取体系中存在以下的平衡萃取体系中存在以下的平衡HR的分配平衡的分配平衡:HR的电离平衡的电离平衡:MRn的配合平衡的配合平衡:MRn的分配平衡的分配平衡:总的分配比总的分配比:可见，可见，分配系数分配系数KD在一定条件下等于分配比在一定条件下等于分配比D。即：即：1、I=02、溶质在两相、溶质在两相中存在的形式相同中存在的形式相同Os锇，锇，VIII族元素族元素例例1:电离平衡电离平衡:聚合平衡聚合平衡:分配平衡分配平衡:分配比:可见：可见：D随随HAco和和H+w而变！而变！例例2:配合平衡配合平衡:分配平衡分配平衡:分配比分配比:可见可见:分配比分配比D D随随 I I-W W而变而变!3.萃取率萃取率E（萃取效率）（萃取效率）显然，显然，萃取效率萃取效率E由由D和体积比和体积比VW/Vo决定决定：D，E也也；VW/Vo，E也也例例:在在HCl介质中介质中,用乙醚萃取用乙醚萃取Ga（镓）时（镓）时,D=18,若萃取若萃取Ga时时V水水=V有有,则则Ga的萃取率的萃取率E为多为多少少?解解:当当VW=VO时时,，E完全取决于完全取决于DD=,E=100%,一次能萃取完全一次能萃取完全D=100,E=99%,D=18,E=94.7%,一次萃取不完全一次萃取不完全,需萃取二次需萃取二次D=10,E=90%,需连续萃取多次需连续萃取多次D=1,E=50%,萃取完全比较困难萃取完全比较困难D 全氯代烃类全氯代烃类全氯代烃类全氯代烃类 不饱和烃类不饱和烃类不饱和烃类不饱和烃类 醚类醚类醚类醚类 未全氯代烃未全氯代烃未全氯代烃未全氯代烃类类类类 酯类酯类酯类酯类 芳胺类芳胺类芳胺类芳胺类 酚类酚类酚类酚类 酮类酮类酮类酮类 醇类醇类醇类醇类 溶液的酸度越小，被萃取的物质分配比越大，越有利溶液的酸度越小，被萃取的物质分配比越大，越有利于萃取。但酸度过低则可能引起金属离子的水解或其他于萃取。但酸度过低则可能引起金属离子的水解或其他干扰反应发生。因此应根据不同的金属离子控制适宜的干扰反应发生。因此应根据不同的金属离子控制适宜的酸度。酸度。例例如如，用用双双硫硫腙腙作作螯螯合合剂剂，用用CCl4从从不不同同酸酸度度的的溶溶液液中中萃萃取取Zn2+时时，萃萃取取Zn2+pH值值必必须须大大于于6.5，才才能能完完全全萃萃取取，但但是是当当pH值值大大于于10以以上上，萃萃取取效效率率反反而而降降低低，这这是是因因为为生生成成难难络络合合的的ZnO22+所所致致，所所以以萃萃取取Zn2+最最适适宜宜的的pH范围为范围为6.5-10之间。之间。(3)溶液酸度的控制溶液酸度的控制双硫腙双硫腙-CCl4萃取几种金属离子的酸度曲线萃取几种金属离子的酸度曲线E%pH（4）干扰的消除）干扰的消除加入适当的掩蔽剂。如用二苯硫腙加入适当的掩蔽剂。如用二苯硫腙-CCL4萃取银离子时，若在萃取银离子时，若在pH=2时加入时加入EDTA作掩蔽剂，可络合众多的金属离作掩蔽剂，可络合众多的金属离子，消除它们的干扰。子，消除它们的干扰。元素元素存在形式存在形式水相水相有机相有机相备注备注AgAg+EDTA,pH=2双硫腙-CCl4AsH3As(Mo3O10)42mol/L HNO3(NH4)2MoO4正丁醇-乙酸戊酯用SnCl2还原,萃取比色BBF4-5%HF,次甲基兰1,2-二氯乙烷测钢铁中的BCdCd2+KCN,NaOH,酒石酸铵双硫腙-CCl4Hg2+、Tl+同时被萃取CuCu2+柠檬酸铵,EDTA,pH=9DDTC-CHCl3Ag+/Au3+、Bi3+/Sb3+等有干扰应用示例元素元素存在形式存在形式水相水相有机相有机相备注备注FeFeCl4-8 mol/L HCl甲基异丁酮GaGaCl4-罗丹明B,6 mol/L HCl苯:乙醚3:1GeGeCl48 9mol/L HClCCl4As3+同时被萃取HgHg2+NaCl,EDTA,pH=1.5双硫腙CCl4MoMo(SCN)6-KSCN,SnCl2,H2SO4乙酸戊酯萃取比色NiNi2+pH89,氨性缓冲液,柠檬酸,丁二酮肟CHCl3可用0.5 mol/L HCl反萃取元素元素存在形式存在形式水相水相有机相有机相备注备注P磷钼酸磷钼酸(NH4)2MoO4,5%HNO3乙酸乙酯乙酸乙酯SnCl2还原,有机相比色测定SbSbCl6-结晶紫结晶紫,6%HCl苯苯VVO2+钽试剂钽试剂,2.57.5mol/LHClCHCl3WO42-WWO42-氯化四胂氯化四胂,SCN-,8mol/LHClCHCl3ZnZn2+S2O32,KCN,pH=5双硫腙双硫腙-CCl4Sn2+有干扰有干扰八、反萃取八、反萃取 为了进一步分离干扰物质，为了进一步分离干扰物质，或者被测组分萃入有或者被测组分萃入有机相后不便于后继的测定，机相后不便于后继的测定，常须进行常须进行反萃取反萃取。将欲测组分重新转入水相。将欲测组分重新转入水相。常用的反萃取方法常用的反萃取方法：1)改变水相的酸度改变水相的酸度2)加入适当的配位剂破坏被萃组分加入适当的配位剂破坏被萃组分3)加入氧化剂或还原剂改变离子价态加入氧化剂或还原剂改变离子价态原混合液原混合液F F与萃取溶剂与萃取溶剂S S一起加入混合器内搅拌混合萃取，一起加入混合器内搅拌混合萃取，达达到到平平衡衡后后的的溶溶液液送送到到分分离离器器内内分分离离得得到到萃萃取取相相L L和和萃萃余余相相R R，萃取相送到回收器，萃余相萃取相送到回收器，萃余相R R为废液。为废液。在在回回收收器器内内产产物物与与溶溶剂剂分分离离（如如蒸蒸馏馏、反反萃萃取取等等），溶溶剂剂则可循环使用。则可循环使用。1.1.单级萃取单级萃取：使用一个混合器和一个分离器的萃取操作。使用一个混合器和一个分离器的萃取操作。九、萃取方式九、萃取方式萃取器萃取器分离器分离器回收器回收器FSRP（产物）产物）L为提高收率常采用多级萃取。为提高收率常采用多级萃取。多多级级萃萃取取分分为为多多级级逆逆流流萃萃取取和和多多级级错流萃取错流萃取。2.2.多级萃取：多级萃取：多级错流萃取多级错流萃取流程的特点：每级均加新鲜溶剂，故流程的特点：每级均加新鲜溶剂，故溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较稀，溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较稀，但萃取较完全；但萃取较完全；混合分离器混合分离器1混合分离器混合分离器2混合分离器混合分离器n料液料液溶剂溶剂萃取液萃取液萃余液萃余液萃余液萃余液萃取液萃取液萃取液萃取液萃余液萃余液溶剂溶剂溶剂溶剂多级错流萃取：多级错流萃取：多级逆流萃取多级逆流萃取流程的特点：料液走向和萃取剂走向相流程的特点：料液走向和萃取剂走向相反，只在最后一级中加入萃取剂，萃取剂消耗少，萃反，只在最后一级中加入萃取剂，萃取剂消耗少，萃取液产物平均浓度高，产物收率较高。取液产物平均浓度高，产物收率较高。工业上多采用多级逆流萃取流程。工业上多采用多级逆流萃取流程。混合分离器混合分离器1混合分离器混合分离器2混合分离器混合分离器n料液料液产物溶剂产物溶剂萃余液萃余液萃余液萃余液废液废液溶剂溶剂多级逆流萃取：多级逆流萃取：4.2 4.2 超临界流体萃取超临界流体萃取超临界流体萃取是较新型的萃取方式，超临界流体萃取是较新型的萃取方式，是利用是利用超临界流体超临界流体作为萃取剂从液体和作为萃取剂从液体和固体中提取固体中提取出某些成分并进行分离的技出某些成分并进行分离的技术。术。超临界流体萃取超临界流体萃取SCFE (supercritical fluid extraction)物质有三种状态：物质有三种状态：气态、液态、固态气态、液态、固态物质的第四态：物质的第四态：超临界状态超临界状态流体状态流体状态一、超临界流体的含义一、超临界流体的含义超临界流体超临界流体（SCF）是指）是指温度和压力同时高于温度和压力同时高于临界值临界值的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的气体。的气体。临临界界温温度度（Tc）：物物质质处处于于无无论论多多高高压压力力下均不能被液化的最低温度。下均不能被液化的最低温度。临临界界压压力力(Pc)：与与Tc相相对对应应的的压压力力称称为为临临界压力。界压力。4.2 超临界流体萃取临界温度：临界温度：温度超过温度超过374.4，水分子有足，水分子有足够的能量来抵抗压力的升高，使分子之间保够的能量来抵抗压力的升高，使分子之间保持一定的距离，即使密度与液态水接近，也持一定的距离，即使密度与液态水接近，也不会液化。这个温度称为水的临界温度。不会液化。这个温度称为水的临界温度。临界压力：临界压力：与临界温度相对应的压力称为临与临界温度相对应的压力称为临界压力（界压力（22.2MPa）临界点：临界点：水的临界温度和临界压力就构成了水的临界温度和临界压力就构成了水的临界点。水的临界点。22.2374.4水水H2O超临界22.2374.4超临界区域：超临界区域：在压温图中，高于临界温在压温图中，高于临界温度和临界压力的区域称为超临界区域度和临界压力的区域称为超临界区域超临界流体：超临界流体：处于超临界状态时，气处于超临界状态时，气液界面消失，体系性质均一，既不是气液界面消失，体系性质均一，既不是气体也不是液体，呈流体状态，故称为超体也不是液体，呈流体状态，故称为超临界流体。临界流体。纯物质纯物质都具有超临界状态，具有普遍性都具有超临界状态，具有普遍性超临界超临界流体流体超临界流体超临界流体（SupercriticalFluid，SCF）试剂试剂临界温度临界温度（）临界压力临界压力（MPa）CO231.067.38甲烷甲烷-83.04.6丙烷丙烷97.04.26二氯二二氯二氟甲烷氟甲烷111.73.99甲醇甲醇240.57.99乙醚乙醚193.63.68二、超临界流体的性质二、超临界流体的性质相相密度密度（g/ml）粘度粘度（g/cms）扩散系数扩散系数（cm2/s）气体气体10-310-410-1超临界流体超临界流体10-110-410-3液体液体110-210-5超临界流体由于处于临界温度和临界压超临界流体由于处于临界温度和临界压力以上，其物理性质介于气体与液体。力以上，其物理性质介于气体与液体。1密度密度类似液体，因而溶剂化能力很强类似液体，因而溶剂化能力很强密度越大溶解性能越好密度越大溶解性能越好2粘度粘度接近于气体，具有很好的传递性能接近于气体，具有很好的传递性能和运动速度和运动速度3扩散系数扩散系数比气体小，但比液体高一到两比气体小，但比液体高一到两个数量级，具有很强的渗透能力个数量级，具有很强的渗透能力 总之，超临界流体具有液体的溶解总之，超临界流体具有液体的溶解能力又具有气体的扩散和传质能力。能力又具有气体的扩散和传质能力。二、超临界流体的性质二、超临界流体的性质（1 1）超临界流体的）超临界流体的溶解能力溶解能力 研究表明：溶质在一种溶剂中的溶解度取决于溶剂研究表明：溶质在一种溶剂中的溶解度取决于溶剂-溶溶质之间的作用力，这种相互作用力随着分子的靠近而质之间的作用力，这种相互作用力随着分子的靠近而强烈地增加，亦即随着流体相密度的增加而增加。强烈地增加，亦即随着流体相密度的增加而增加。因此，可以预料，超临界流体在因此，可以预料，超临界流体在高高的密度状态下的密度状态下(如液如液体体)是是“好好”的溶剂，而在的溶剂，而在低低的密度状态下是的密度状态下是“不好不好”的溶剂。物质在超临界流体中的溶解度的溶剂。物质在超临界流体中的溶解度S 与超临界流与超临界流体的密度体的密度之间的关系可以用下式表示：之间的关系可以用下式表示：超超临临界界流流体体的的溶溶解解能能力力，与与密密度度有有很很大大关关系系，在在临临界界区区附附近近，操操作作压压力力和和温温度度的的微微小小变变化化，会会引引起起流流体体密密度度的的大大幅幅度度变变化化，因因而而也也将将影影响响其其溶溶解解能能力力。选选用用的的超超临临界界流流体体与与被被萃萃取取物物质质的的化化学学性性质质越越相相似似，溶溶解解能能力就越大。力就越大。lnC=mln+b（2）超临界流体的）超临界流体的传递性质传递性质超临界流体显示出独特的传递性质，产生了异常的质量超临界流体显示出独特的传递性质，产生了异常的质量传递性能。传递性能。作为传递性质，必须对作为传递性质，必须对热量热量和和质量质量传递提供推动力，黏传递提供推动力，黏度、热传导性和质量扩散度等都对超临界流体特性有很度、热传导性和质量扩散度等都对超临界流体特性有很大的影响。大的影响。超临界流体的超临界流体的热传导性热传导性大大超过了浓缩气体的热传导性，大大超过了浓缩气体的热传导性，与液体基本上在同一数量级。另外，在与液体基本上在同一数量级。另外，在Tc10K时超临时超临界流体的热传导性对压力的变化界流体的热传导性对压力的变化(或者说是密度的变化或者说是密度的变化)很敏感。这种性能在很敏感。这种性能在对流热传递对流热传递过程中和过程中和质量传递质量传递过程过程同时发生的情况下有一个比较强的效应。同时发生的情况下有一个比较强的效应。超临界流体是一种超临界流体是一种低黏度、高扩散系数、易流动低黏度、高扩散系数、易流动的流的流体，所以能又快又深入地渗透到被萃取物质中去，使扩散体，所以能又快又深入地渗透到被萃取物质中去，使扩散传递更容易。同时，超临界流体能溶于液相，从而降低了传递更容易。同时，超临界流体能溶于液相，从而降低了与之相平衡的液相黏度和表面张力，并且提高了平衡液相与之相平衡的液相黏度和表面张力，并且提高了平衡液相的扩散系数，有利于传质。的扩散系数，有利于传质。物质在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出物质在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出l0l0100100倍，倍，具有与气体相似的具有与气体相似的扩散性扩散性，但其黏度就比液体小但其黏度就比液体小1010l00l00倍。倍。（3）超临界流体的）超临界流体的扩散能力扩散能力超临界流体萃取超临界流体萃取（SupercriticalFluidExtraction，SFE）超临界流体萃取是利用超临界流体作超临界流体萃取是利用超临界流体作萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分萃取剂，从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术。并进行分离的技术。(1)萃取时间短萃取时间短:由于超临界流体强穿透力和高溶解度由于超临界流体强穿透力和高溶解度,它能快速地将提取物从载体中萃出它能快速地将提取物从载体中萃出,既节省溶剂既节省溶剂,又减又减少了能源和人力的费用。少了能源和人力的费用。(2)萃取彻底萃取彻底:萃取结果更接近实际情况萃取结果更接近实际情况,从而提高了后从而提高了后续分析过程的准确性和可靠性。续分析过程的准确性和可靠性。(3)低温萃取低温萃取:在较低温度下萃取在较低温度下萃取,解决了对热敏感样品解决了对热敏感样品的萃取难题。的萃取难题。(4)痕量萃取痕量萃取:能萃取能萃取10-9级的样品。级的样品。(5)有利环境保护有利环境保护:利用二氧化碳作为流体利用二氧化碳作为流体,解决了有机解决了有机溶剂对环境的污染溶剂对环境的污染,也有利于保护实验室工作人员的健也有利于保护实验室工作人员的健康。康。三、超临界流体萃取的优点：三、超临界流体萃取的优点：超临界流体萃取技术的发展超临界流体萃取技术的发展在在1879年，有过报道关于超临界流体对液体和固体物质具有年，有过报道关于超临界流体对液体和固体物质具有显著溶解能力这种物理现象。显著溶解能力这种物理现象。20世纪世纪50年代，美国从理论上提出年代，美国从理论上提出SCFE用于萃取分离的可用于萃取分离的可能性。能性。60年代以后，原西德对这一领域首次做了许多基础和应用性年代以后，原西德对这一领域首次做了许多基础和应用性的研究。的研究。1978年年1月在西德月在西德Essen举行了首次举行了首次SCFE技术研讨会，技术研讨会，联联邦德国建成了咖啡豆脱除咖啡因的超临界邦德国建成了咖啡豆脱除咖啡因的超临界CO2萃取工业化装萃取工业化装置。置。这是现代这是现代SFE技术开发的里程碑。技术开发的里程碑。近近20年来，年来，SCFE技术迅速发展，并被用于化工、石油、食技术迅速发展，并被用于化工、石油、食品、医药等工业的热敏性、高沸点物质的分离。品、医药等工业的热敏性、高沸点物质的分离。在中国，在中国，20世纪世纪80年代年代SFE-CO2萃取技术更广泛地用于香萃取技术更广泛地用于香料的提取。进入料的提取。进入90年代后，开始用于中草药的提取。年代后，开始用于中草药的提取。超临界流体萃取技术之所以如此迅速发展，主要是由于：超临界流体萃取技术之所以如此迅速发展，主要是由于：各国尤其是发达国家的政府对食品、药物等的溶剂残留、各国尤其是发达国家的政府对食品、药物等的溶剂残留、污染制定了严格的控制法规；污染制定了严格的控制法规；消费者日益担心食品生产中化学物质的过多使用；消费者日益担心食品生产中化学物质的过多使用；传统加工技术不能满足高纯优质产品的要求；传统加工技术不能满足高纯优质产品的要求；传统加工技术能耗大。传统加工技术能耗大。超临界流体的选择是关键。超临界流体的选择是关键。应按照分离对象应按照分离对象与目的不同来选择。它可以分为与目的不同来选择。它可以分为非极性非极性和和极性极性溶剂两类。溶剂两类。下下表给出了一些常用超临界萃取剂的表给出了一些常用超临界萃取剂的临界温度临界温度和和临界压力临界压力，表中最后几种萃取剂为极性溶剂，表中最后几种萃取剂为极性溶剂，由于极性和氢健的缘故，它们具有较高的临界由于极性和氢健的缘故，它们具有较高的临界温度和临界压力。温度和临界压力。四、超临界流体的选择原则四、超临界流体的选择原则流体名称流体名称分子式分子式临界压力临界压力(barbar)临界温度临界温度()临界密度临界密度(g/cm3)(g/cm3)二氧化碳二氧化碳COCO2 272.972.931.231.20.4330.433水水H H2 2O O217.6217.6374.2374.20.3320.332氨氨NHNH3 3112.5112.5132.4132.40.2350.235乙烷乙烷C C2 2H H6 648.148.132.232.20.2030.203乙烯乙烯C C2 2H H4 449.749.79.29.20.2180.218氧化二氮氧化二氮N N2 2O O71.771.736.536.50.4500.450丙烷丙烷C C3 3H H8 841.941.996.696.60.2170.217戊烷戊烷C C5 5H H121237.537.5196.6196.60.2320.232丁烷丁烷C C4 4H H101037.537.5135.0135.00.2280.228常用的有二氧化碳常用的有二氧化碳(CO2)、氮气、氮气(N2)、氧化二氮、氧化二氮(N2O)、乙烯、乙烯(C2H4)、三氟甲烷、三氟甲烷(CHF3)等等为什么选用为什么选用二氧化碳？二氧化碳？CO2的临界温度接近于室温，适合于热敏性物质，的临界温度接近于室温，适合于热敏性物质，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发度，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发度，易热解的物质分离出来；易热解的物质分离出来；CO2的临界压力适中，目前工业水平易达到；的临界压力适中，目前工业水平易达到；CO2的临界密度是常用超临界溶剂中最高的（合成的临界密度是常用超临界溶剂中最高的（合成氟化物除外），即溶解能力较好；氟化物除外），即溶解能力较好；CO2无毒、无味、不燃、不腐蚀、价廉，易于精制、无毒、无味、不燃、不腐蚀、价廉，易于精制、易于回收，无污染。易于回收，无污染。温度温度压压力力1.21.10.60.70.80.910.20.10.30.5各直线上数值为各直线上数值为CO2密度，密度，g/ml纯纯CO2密度与压力、温度的关系密度与压力、温度的关系CO2流体密度是温度流体密度是温度与压力的函数与压力的函数在超临界区域，密度在超临界区域，密度变化幅度达到变化幅度达到3倍以上倍以上临界点附近，压力或临界点附近，压力或温度的微小变化可以温度的微小变化可以大幅度改变流体密度大幅度改变流体密度超临界丙烷流体超临界丙烷流体临界压力：临界压力：4.26MPa临界温度：临界温度：97.0Kerr-McGee公司从渣油中脱除沥青公司从渣油中脱除沥青的的ROSE过程，最成功的过程，最成功的SFE之一之一丙烷的临界压力低，溶解度大，使得丙烷的临界压力低，溶解度大，使得丙烷成为极有竞争力的超临界溶剂丙烷成为极有竞争力的超临界溶剂超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或除去杂质，超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或除去杂质，关键是超临界流体萃取中使用的溶剂必须具有良好的选关键是超临界流体萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。择性。提高溶剂选择性的基本原则是：提高溶剂选择性的基本原则是：提高溶剂选择性的基本原则是：提高溶剂选择性的基本原则是：操作温度操作温度越接近临界温度，溶解能力也越大。越接近临界温度，溶解能力也越大。超临界流体的超临界流体的化学性质化学性质应与待分离溶质的化学性质相应与待分离溶质的化学性质相接近（接近（按相似相溶原则）按相似相溶原则）。超临界超临界CO2低极性低极性or非极性化合物非极性化合物超临界超临界NH3orN2O 极性较大的化合物极性较大的化合物若两条原则基本符合，效果就比较理想，若符合程度降若两条原则基本符合，效果就比较理想，若符合程度降低，效果就会递减。低，效果就会递减。超临界流体的选择原则超临界流体的选择原则化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反应；应；临界温度和临界压力应接近常温常压，宜太高或太低，临界温度和临界压力应接近常温常压，宜太高或太低，以节省能耗；以节省能耗；操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；操作温度应低于被萃取溶质的分解变质温度；对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；对被萃取物的选择性高（容易得到纯产品）；纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循还用量；纯度高，溶解性能好，以减少溶剂循还用量；价廉易得，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无价廉易得，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无毒的气体。毒的气体。五、五、超临界流体的超临界流体的辅助溶剂辅助溶剂单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其缺缺缺缺点包括点包括点包括点包括：1 1、某些物质在、某些物质在、某些物质在、某些物质在纯的超临界流体中溶解度很低纯的超临界流体中溶解度很低纯的超临界流体中溶解度很低纯的超临界流体中溶解度很低，如超，如超，如超，如超临界临界临界临界COCO2 2只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取；2 2、选择性不高选择性不高选择性不高选择性不高，导致分离效果不好；，导致分离效果不好；，导致分离效果不好；，导致分离效果不好；3 3、溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感溶质溶解度对温度、压力的变化不够敏感，使溶，使溶，使溶，使溶质与超临界流体分离时耗费的能量增加。质与超临界流体分离时耗费的能量增加。质与超临界流体分离时耗费的能量增加。质与超临界流体分离时耗费的能量增加。针对上述问题，在纯流体中加入少量与被萃取物亲和针对上述问题，在纯流体中加入少量与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，添加的这类物质称为度，添加的这类物质称为夹带剂夹带剂夹带剂夹带剂，有时也称为，有时也称为改性剂改性剂改性剂改性剂(Modifer)或或共溶剂共溶剂共溶剂共溶剂(Cosolvert)。夹带剂的作用：夹带剂的作用：增加溶质在增加溶质在CO2中的溶解度和选择性。中的溶解度和选择性。降低所需要的操作温度和压力，增加产量，缩短加降低所需要的操作温度和压力，增加产量，缩短加工时间。工时间。提高分馏级数。提高分馏级数。提高目的物纯度。提高目的物纯度。常用的夹带剂有常用的夹带剂有水、水、丙酮、乙醇、甲醇、丙酮、乙醇、甲醇、苯、甲苯、苯、甲苯、二氯甲烷、四氯化碳、正已烷和环己烷等。二氯甲烷、四氯化碳、正已烷和环己烷等。夹带剂一般选用挥发度介于超临界溶剂和被萃取溶质夹带剂一般选用挥发度介于超临界溶剂和被萃取溶质之间的溶剂。之间的溶剂。提携剂的用量是相对于提携剂的用量是相对于CO2流量而言，太多或太少都流量而言，太多或太少都不好，一般用量：不好，一般用量：1%5%（质量比），不超过（质量比），不超过15%并且，夹带剂的使用有可能会影响产品中的并且，夹带剂的使用有可能会影响产品中的溶剂残留溶剂残留量量。另外，对食品工业而言还有考虑另外，对食品工业而言还有考虑安全性安全性。因此。必须。因此。必须综合考虑夹带剂剂对萃取过程的适用性综合考虑夹带剂剂对萃取过程的适用性(即毒性、反即毒性、反应性、成本等应性、成本等)。1.萃取压力萃取压力在临界压力附近，压力的微小提高在临界压力附近，压力的微小提高会引起密度的急剧增大，而密度增加引会引起密度的急剧增大，而密度增加引起溶解度提高。起溶解度提高。六、超临界流体萃取的影响因素六、超临界流体萃取的影响因素萃取压力的设置萃取压力的设置对于碳氢化合物、酯等弱极性物质，萃对于碳氢化合物、酯等弱极性物质，萃取压力一般为取压力一般为710MPa；对于含对于含-OH，-COOH强极性基因的物质，强极性基因的物质，萃取压力一般萃取压力一般20MPa；对于强极性的配糖体以及氨基酸类物质，对于强极性的配糖体以及氨基酸类物质，萃取压力要求萃取压力要求50MPa以上。以上。2.萃取温度萃取温度（温度会影响密度和溶质的蒸汽压）（温度会影响密度和溶质的蒸汽压）低温区低温区-影响密度为主，影响密度为主，T，密度，密度溶解能力也溶解能力也高温区高温区-影响溶质的蒸汽压为主，影响溶质的蒸汽压为主，T，溶剂挥发度，溶剂挥发度，增大了在增大了在SCF中的浓度，中的浓度，萃取率反而萃取率反而。超临界超临界CO2萃取的影响因素萃取的影响因素9.0MPa温度温度溶溶解解度度萃取温度的设置萃取温度的设置温度对溶解度的影响还与压力有密切温度对溶解度的影响还与压力有密切的关系：的关系：在压力相对较低时，温度升高溶解度降在压力相对较低时，温度升高溶解度降低；低；而在压力相对较高时，温度升高超临界而在压力相对较高时，温度升高超临界CO2的溶解能力提高。的溶解能力提高。3、萃取时间：、萃取时间：超临界超临界CO2萃取的影响因素萃取的影响因素溶解度越大，传质速率越大，所需时间越短溶解度越大，传质速率越大，所需时间越短CO2流速提高，增加溶剂对原料流速提高，增加溶剂对原料的萃取次数，强化萃取过程的传质的萃取次数，强化萃取过程的传质效果，可缩短萃取时间；效果，可缩短萃取时间；CO2流速加快，流速加快，CO2与被萃取物与被萃取物接触时间减少，溶质含量降低。接触时间减少，溶质含量降低。4.CO2流量流量超临界超临界CO2萃取的影响因素萃取的影响因素原料颗粒愈小，溶质从原料向原料颗粒愈小，溶质从原料向SCF传输的路径愈短，与传输的路径愈短，与SCF的接触的表面的接触的表面积愈大，萃取愈快，愈完全。积愈大，萃取愈快，愈完全。但粒度也不宜太小，容易造成过但粒度也不宜太小，容易造成过滤网堵塞而破坏设备。滤网堵塞而破坏设备。5.粒度粒度超临界超临界CO2萃取的影响因素萃取的影响因素超临界超临界CO2流体对亲脂类物质的溶解流体对亲脂类物质的溶解度较大，对较大极性的物质溶解较小，度较大，对较大极性的物质溶解较小，限制了其对极性较大溶质的应用。可在限制了其对极性较大溶质的应用。可在SCF中加入中加入极性溶剂（如乙醇等）极性溶剂（如乙醇等）以改变以改变溶剂的极性溶剂的极性，拓宽其适用范围。，拓宽其适用范围。如丹参中的丹参酮难溶于如丹参中的丹参酮难溶于CO2流体，流体，在在CO2中添加一定量乙醇可大大增加其溶中添加一定量乙醇可大大增加其溶解度。解度。6.夹带剂夹带剂超临界超临界CO2萃取的影响因素萃取的影响因素提携剂的种类及用量提携剂的种类及用量提携剂的用量是相对于提携剂的用量是相对于CO2流量而流量而言，太多或太少都不好言，太多或太少都不好一般用量：一般用量：1%5%（质量）（质量）提携剂一般选用挥发度介于超临提携剂一般选用挥发度介于超临界溶剂和被萃取溶质之间的溶剂界溶剂和被萃取溶质之间的溶剂中草药：乙醇、水、丙酮、中草药：乙醇、水、丙酮、EtOAc超临界超临界CO2萃取鱼腥草挥发油萃取鱼腥草挥发油鱼腥草粉碎成鱼腥草粉碎成40目，取目，取1kg，置于，置于5L的萃的萃取釜中，设取釜中，设萃取釜压力萃取釜压力20MPa，温度，温度35，分离釜分离釜压力压力8MPa，温度，温度60，分离釜分离釜压力压力5MPa，温度，温度35，CO2流量流量40kg/h，萃取时间萃取时间80min。超临界流体萃取的工艺流程一般是由超临界流体萃取的工艺流程一般是由萃取萃取（CO2溶解溶质）溶解溶质）和和分离分离（CO2和溶质的和溶质的分离）分离）2步组成。步组成。它包括它包括高压泵高压泵、流体系统流体系统、萃取池萃取池、分离分离器器几几个部分。个部分。七、七、超临界流体萃取的基本流程超临界流体萃取的基本流程超临界流体萃取的基本流程超临界流体萃取的基本流程分分离离釜釜 萃萃取取釜釜CO2热交换器热交换器压缩机压缩机高压泵高压泵 过滤器过滤器 热热交交换换器器压缩机压缩机 萃取釜萃取釜 热交换器热交换器二氧化碳循环泵二氧化碳循环泵 (1)等温法（绝热法等温法（绝热法)：在一定温度下，使超临界流体和：在一定温度下，使超临界流体和溶质溶质减压减压，经膨胀后分离，溶质由分离器下部取出，气，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。体经压缩机返回萃取器循环使用。(2)等压法等压法：经：经加热、升温加热、升温使气体和溶质分离，从分离器使气体和溶质分离，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下部取出萃取物，气体经冷却、压缩后返回萃取器循环使用。使用。(3)吸附法吸附法：在分离器中，经萃取出的溶质被：在分离器中，经萃取出的溶质被吸附剂吸附剂吸附，吸附，气体经压缩后返回萃取器循环使用。气体经压缩后返回萃取器循环使用。三种解析三种解析（CO2和溶质的分离和溶质的分离）方式：方式：八、超临界流体萃取方式八、超临界流体萃取方式动态法动态法：超临界流体萃取剂一次性直接通过试样萃取：超临界流体萃取剂一次性直接通过试样萃取管，使被分离的组分直接从试样中分离出来。管，使被分离的组分直接从试样中分离出来。适合适合溶解度大且基体容易被溶解度大且基体容易被SCF渗透的物质渗透的物质静态法静态法：将萃取的试样浸泡在超临界流体内，经过一：将萃取的试样浸泡在超临界流体内，经过一定时间后再把含有被萃物的萃取剂输入分离器。定时间后再把含有被萃物的萃取剂输入分离器。适适合溶解度不大、基体较难分离的场合合溶解度不大、基体较难分离的场合循环法循环法：首先将萃取剂充满萃取管，再用循环泵使管：首先将萃取剂充满萃取管，再用循环泵使管内流体多次反复经过管内的试样，最后输入分离器。内流体多次反复经过管内的试样，最后输入分离器。（效率高）（效率高）超超临临界界流流体体萃萃取取的的应应用用中草药提取中草药提取酶，纤维素精制酶，纤维素精制金属离子萃取金属离子萃取烃类分离烃类分离共沸物分离共沸物分离高分子化合物分离高分子化合物分离植物油脂萃取植物油脂萃取酒花萃取酒花萃取植物色素提取植物色素提取天然香料天然香料化妆品原料化妆品原料食品工业食品工业医药工业医药工业化学工业化学工业化妆品、香料化妆品、香料应用范围应用范围品品 种种功能性油脂功能性油脂 沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油中药提取物中药提取物鸦胆子油、穿心莲提取物、当归油、丹参提取物、鸦胆子油、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、胡油、川穹油、姜黄色素、菟丝子油、枸杞子油、天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野天然咖啡因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野菊花油、苍术油、莪术油、香附油、青蒿素、霍菊花油、苍术油、莪术油、香附油、青蒿素、霍香油、紫苏叶油、熊果酸香油、紫苏叶油、熊果酸调味品调味品姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油香料、香精香料、香精 辛夷花精油、烟叶精油辛夷花精油、烟叶精油1 1、脱咖啡因、脱咖啡因生产过程为生产过程为：先用机械法清洗咖啡豆，去除灰尘和杂先用机械法清洗咖啡豆，去除灰尘和杂质质;接着加蒸汽和水预泡，提高其水分含量达接着加蒸汽和水预泡，提高其水分含量达30%50%;然后将预泡过的咖啡豆装入萃取罐，不断然后将预泡过的咖啡豆装入萃取罐，不断往罐中送入往罐中送入CO2(操作湿度操作湿度7090，压力，压力16-20MPa，密度密度0.40.65g/cm2)，咖啡因就逐渐被萃取出来。咖啡因就逐渐被萃取出来。带有咖啡因的带有咖啡因的CO2被送往清洗罐，使咖啡因转入水相。被送往清洗罐，使咖啡因转入水相。然后水相中咖啡因用蒸馏法加以回收，然后水相中咖啡因用蒸馏法加以回收，CO2则循环使则循环使用。用。2 2、啤酒花萃取、啤酒花萃取啤酒花中的有用成份是挥发性油和软树脂中的葎草酮及啤酒花中的有用成份是挥发性油和软树脂中的葎草酮及-酸酸。采采用用超超临临界界流流体体萃萃取取法法制制造造啤啤酒酒浸浸膏膏时时，首首先先把把啤啤酒酒花花磨磨成成粉粉状状，使使之之更更易易与与溶溶剂剂接接触触。然然后后装装入入萃萃取取罐罐，密密封封后后通通入入超超临临界界CO2，操操作作温温度度3538，压压力力830MPa。达达到到萃萃取取要要求求后后，浸浸出出物物随随CO2一一起起被被送送至至分分离离罐罐，经经过过降降压压分分离离得得到到含含浸浸膏膏99%的的黄黄绿绿色色产产物物。据据报报道道，虽虽然然用用超超临临界界法法萃萃取取啤啤酒酒花花的的成成本本较较常常规规溶溶剂剂处处理理法法的的成成本本高高，但但用用前前者者得得到到的的是是高高质质量量、富富含含风风味味物物的的浸浸膏膏，同同时时避避免免了使用可能致癌的化学物质。了使用可能致癌的化学物质。超临界超临界CO2萃取丹参酮萃取丹参酮取粉碎后的丹参生药粉取粉碎后的丹参生药粉180g，置于萃，置于萃取釜中，加入提携剂乙醇取釜中，加入提携剂乙醇300ml，设，设萃取压力萃取压力31MPa，萃取温度，萃取温度40，分离压力分离压力12MPa，分离温度，分离温度30，CO2流量流量20kg/h，萃取时间萃取时间1h。3、生化成分的提取、生化成分的提取 用超临界流体萃取技术提取深水鱼油（用超临界流体萃取技术提取深水鱼油（EPA、DHA即脑黄金）、维生素即脑黄金）、维生素E、维生素、维生素C等保健成分，等保健成分，具有天然、绿色、无毒、无残留、产品纯度高等具有天然、绿色、无毒、无残留、产品纯度高等特点，且萃取收率高，效益好。特点，且萃取收率高，效益好。4、天然香料的提取、天然香料的提取 包括：香料茉莉浸膏、玫瑰精油、丁香油、迷迭包括：香料茉莉浸膏、玫瑰精油、丁香油、迷迭香、桂花浸膏、树兰、零陵香草（又名灵香草）香、桂花浸膏、树兰、零陵香草（又名灵香草）等等。因为超临界流体溶解能力强、萃取效率高，等等。因为超临界流体溶解能力强、萃取效率高，所得产品无毒、无残留、成品颜色和香味纯正，所得产品无毒、无残留、成品颜色和香味纯正，因此有其独到之处。因此有其独到之处。5、天然食品的制备、天然食品的制备 采用超临界流体萃取技术，从辣椒中萃取辣红采用超临界流体萃取技术，从辣椒中萃取辣红素、以及胡萝卜素、番茄红素的萃取、大豆油素、以及胡萝卜素、番茄红素的萃取、大豆油的精制、啤酒花的提取、咖啡因的脱除等，均的精制、啤酒花的提取、咖啡因的脱除等，均是成熟的工艺技术，且产品成色好、收率高、是成熟的工艺技术，且产品成色好、收率高、无毒副作用，是天然的食用色素和营养成分。无毒副作用，是天然的食用色素和营养成分。6、纳米材料制备、纳米材料制备 采用超临界流体萃取技术，将物质颗粒溶解于采用超临界流体萃取技术，将物质颗粒溶解于超临界流体中，利用抗溶剂法或快速膨胀法，超临界流体中，利用抗溶剂法或快速膨胀法，将流体膨胀而处于低于临界压力状态，溶质晶将流体膨胀而处于低于临界压力状态，溶质晶核来不及成长，而在核来不及成长，而在10-710-5秒内被迅速秒内被迅速结晶析出，可以制得结晶析出，可以制得1050纳米的超细颗粒。纳米的超细颗粒。超临界流体萃取技术可以在常温下进行操作，超临界流体萃取技术可以在常温下进行操作，能耗低，运行经济合理。能耗低，运行经济合理。美晨集团股份有限公司美晨集团股份有限公司（广州轻工研究所）（广州轻工研究所）南通市华安超临界萃取有限公司南通市华安超临界萃取有限公司萃取釜萃取釜容积容积500ml北京天安嘉华超临界科技发展有限公司北京天安嘉华超临界科技发展有限公司云南亚太致兴生物工程研究所云南亚太致兴生物工程研究所德国德国UHDE公司公司萃取釜萃取釜容积容积500L美国美国SupercriticalProcessingInc（1）对脂溶性成分溶解能力较强而）对脂溶性成分溶解能力较强而对水溶性成分溶解能力较低；对水溶性成分溶解能力较低；（2）设备造价较高而导致产品成本）设备造价较高而导致产品成本中的设备折旧费比例过大；中的设备折旧费比例过大；（3）更换产品时清洗设备较困难。）更换产品时清洗设备较困难。超临界超临界CO2流体萃取的局限性流体萃取的局限性超临界流体技术自上世纪超临界流体技术自上世纪70年代开始崭露头角，年代开始崭露头角，随后便以其随后便以其环保、高效环保、高效等显著优势轻松超越传等显著优势轻松超越传统技术，迅速渗透到萃取分离、石油化工、化统技术，迅速渗透到萃取分离、石油化工、化学反应工程、材料科学、生物技术、环境工程学反应工程、材料科学、生物技术、环境工程等诸多领域，并成为这些领域发展的主导之一。等诸多领域，并成为这些领域发展的主导之一。今后，随着人们对于超临界流体技术认识和研今后，随着人们对于超临界流体技术认识和研究的进一步深化，这一新兴技术必将得以更广究的进一步深化，这一新兴技术必将得以更广泛和深入的应用，而超临界流体技术本身也必泛和深入的应用，而超临界流体技术本身也必将对人类科技进步和经济发展产生深远的影响。将对人类科技进步和经济发展产生深远的影响。4.3 4.3 双水相萃取双水相萃取 基因工程产品如蛋白质和酶往往是胞内产基因工程产品如蛋白质和酶往往是胞内产品，需经细胞破碎后才能提取、纯化，细胞颗粒尺品，需经细胞破碎后才能提取、纯化，细胞颗粒尺寸的变化给固寸的变化给固-液