超临界流体萃取夹带剂的表示方法

是指夹带剂占加料量的质量分数。
往往夹带剂和萃取剂不是一种状态的物质，所以一般不用物质的量之比、体积比等表示夹带剂多少，而采用比较方便的质量分数表示。

下面是有关超临界流体萃取及夹带剂的一些介绍和一篇论文，仅供参考。

超临界流体萃取(Superitical Fluid Extraction，以下简称SFE)是一项发展很快、应用很广的实用性新技术。传统的提取物质中有效成份的方法，如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，其工艺复杂、产品纯度不高，而且易残留有害物质。超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。

什么是超临界：任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。超临界流体(SCF)是指在临界温度（Tc）和临界压力(Pv)以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。
超临界萃取的原理：超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，超临界流体具有很好的流动性和渗透性，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以在超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。

超临界流体（SCF）的选取：溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关，SCF也与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提取各种类型化合物的目的。可作为SCF的物质很多，如二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。其中二氧化碳因其临界温度低（Tc＝31.3℃),接近室温；临界压力小(Pv＝7.15MPa)，扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力。且无色、无味、无毒、不易燃、化学惰性、低膨胀性、价廉、易制得高纯气体等特点，现在应用最为广泛。�

二氧化碳超临界萃取的溶解作用：在超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性、沸点和分子量密切相关，一般来说有以下规律：亲脂性、低沸点成分可在104KPa以下萃取，如挥发油、烃、酯、内酯、醚、 环氧化合物等，像天然植物和果实中的香气成分，如桉树脑、麝香草酚、酒花中的低沸点酯类等；化合物的极性基团( 如-OH、-COOH等)愈多，则愈难萃取。强极性物质如糖、氨基酸的萃取压力则要在4×104KPa以上；化合物的分子量愈大， 愈难萃取。分子量在200～400范围内的组分容易萃取，有些低分子量、易挥发成分甚至可直接用CO2液体提取；高分子量 物质(如蛋白质、树胶和蜡等)则很难萃取。超临界CO2萃取的特点 ：

1、可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发渡、 易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。2、由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，100%的纯天然，符合当今“绿色环保”、“回归自然”的高品位追求。3、控制工艺参数可以分离得到不同的产物，可用来萃取多种产品，而且原料中的重金属、无机物、尘土等都不会被CO2溶解带出。
4、蒸馏和萃取合二为一，可以同时完成蒸馏和萃取两个过程，尤其适用于分离难分离的物质，如有机混合物、同系物的分离精制等 。
5、能耗少；热水、冷水全都是闭路循环，无 废水、废渣排放。CO2也是闭路循环，仅在排料时带出少许，不会污染环境。由于能耗少、用人少、物料消耗少，所以运行费用非常低。
因此，CO2特别适合天然产物有效成分的提取。对于天然物料的萃取，其产品真正称得上是100%纯天然的“绿色产品”。
影响超临界萃取的主要因素：
 1.密度：溶剂强度与SCF的密度有关。温度一定时，密度(压力)增加，可使溶剂强度增加， 溶质的溶解度增加。
2.夹带剂：适用于SFE的大多数溶剂是极性小的溶剂，这有利于选择性的提取，但限制了其对极性较大溶质的应用。因此可在这些SCF中加入少量夹带剂（如乙醇等）以改变溶剂的极性。加一定夹带剂的SFE-CO2可以创造一般溶剂达不到的萃取条件，大幅度提高收率。
3. 粒度：溶质从样品颗粒中的扩散，可用Fick第二定律加以描述。粒子的大小可影响萃取的收率。一般来说，粒度小有利于 SFE-CO2萃取。
4. 流体体积：提取物的分子结构与所需的SCF的体积有关。 增大流体的体积能提高回收率。

超临界流体萃取技术研究与应用进展
赵东胜,刘桂敏,吴兆亮
(河北工业大学化工学院,天津300130)
摘要:综述了超临界流体萃取的基本原理,以及提高超临界流体萃取效率的方法,包括加入夹带剂,利用
高压电场和超声波等.并对超临界流体萃取技术在生物化工,食品,医药和环保行业的最新应用情况作
了介绍.
关键词:超临界流体萃取;萃取效率;夹带剂;应用
中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1008-1267(2007)03-0010-03
超临界流体萃取技术(SFE)是利用超临界流体
作为萃取剂,从液体或固体中萃取了特定成分,以
达到分离目的产物的一种新型分离技术.超临界流
体萃取具有其它分离方法无可比拟的优点:易于和
产物分离,安全无毒,不造成环境污染,操作条件温
和不易破坏有效成分等.因此,超临界流体萃取技
术在生化,医药,日化,环保,石化及其它领域具有
广阔的应用前景.
1超临界流体萃取
1.1超临界流体
超临界流体(SCF)是指超过临界温度(TC)和临
界压力(PC)的非凝缩性的高密度流体[1].超临界流体
兼有气体和液体两者的特点,密度接近于液体,而
粘度和扩散系数却接近于气体,因此不仅具有与液
体溶剂相当的溶解能力,而且具有优良的传质性
能.
超临界流体的溶解能力除了与超临界流体和
待分离溶质二者性质相似性有关外,还与操作温度
和压力等条件有关.操作温度与超临界流体的临界
温度越接近,其溶解能力越强;无论操作压力多高,
超临界流体都不能液化,但流体的密度随压力的增
大而增大,其溶解能力也随之增强.
1.2超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取技术就是利用上述超临界流
体的特殊性质,将其在萃取塔的高压下与待分离的
固体或液体混合物接触,调节系统的操作温度和压
力,萃取出所需组分;进入分离塔后,通过等压升
温,等温降压或吸附等方法,降低超临界流体的密
度,使该组分在超临界流体中的溶解度减小而从中
分离出来.
1.3提高萃取效率的方法
提高萃取效率的方法除了适当提高萃取压力,
选取合适萃取温度和增大超临界流体流量之外,还
可以采用加入适量的夹带剂,利用高压电场和超声
波等措施.
1.3.1加入夹带剂
加入适量合适的夹带剂可明显提高超临界流
体对被萃取组分的选择性和溶解度.张昆等[2]对夹
带剂甲醇的加入对超临界流体的溶解能力和萃取
选择性进行了研究,结果表明甲醇的加入可以显著
增加流体的溶解能力,且其增加的程度随甲醇的添
加量的增加而增加,这在一定程度上有利于极性物
质的提取,但是加入甲醇后会使流体的选择性降
低.因此在添加夹带剂时,应选择最优添加量.
表面活性剂也可以作为夹带剂提高超临界流
体萃取效率,提高的程度与其分子结构有关,分子
的脂溶性部分越大,其对超临界流体的萃取效率提
高越多[3].关于夹带剂的作用原理,8zlemCü>lü-
stündag等[4]研究认为是夹带剂的加入改变了溶剂
密度或内部分子间的相互作用所致.
在选择萃取剂时应注意以下几点:(1)在萃取
阶段,夹带剂与溶质的相互作用是首要的,即夹带
剂的加入能使溶质的溶解度较大幅度提高;(2)在
溶质再生(分离)阶段,夹带剂应易于与溶质分离;
(3)在分离涉及人体健康的产品时,如药品,食品和
收稿日期:2006-10-10
第21卷第3期
2007年5月
Vol.21No.3
May.2007
天津化工
TianjinChemicalIndustry
化妆品等,还需注意夹带剂的毒性问题.
1.3.2利用高压电场
高压脉冲电场可显著改善萃取溶质与膜脂等
成分的互溶速率及通过细胞壁物质的传质能力,从
而提高萃取效率.宁正祥等[5]用高压脉冲电场强化
超临界CO2萃取荔枝种仁精油,在300MPa以下时,
高压脉冲处理可明显改善超临界萃取效率;尤其是
在萃取率低于80%时,高压脉冲电场效果显著.
1.3.3利用超声波
在超临界流体萃取天然生物资源活性有效成
分的过程中,采用强化措施减少萃取的外扩散阻力
往往能取得很好的萃取效果.陈钧等[6]研制了带有
超声换能器的萃取器,利用超声强化超临界萃取中
的传质过程.方瑞斌等[7]用超声波强化超临界CO2
萃取紫杉醇.研究表明,如要完全萃取紫杉醇,未强
化超声超临界CO2的萃取时间是强化超声超临界
CO2的3倍.在对1.1%紫杉醇浸膏的萃取实验中,
强化超声的超临界CO2很快达到100%萃取,而未
强化超声的超临界萃取在3倍时间及用量相同条
件下只达到41%的萃取率,这充分显示了超临界萃
取与超声技术并用的优越性.Ai-junHu等[8]对超声
强化超临界流体萃取薏苡种子中的薏苡油和薏苡
仁酯的研究也表明,超声强化技术可以很大程度地
提高萃取效率.
此外,还有一些强化措施包括搅拌,增加流量
或采用移动床等,这些措施都是为了达到减少萃取
中外扩散阻力的目的.
2超临界流体萃取技术在工业上的
应用
2.1在生物化工中的应用
由超临界流体的特性可知,它特别适合用于热
敏性生物物质的分离和提取.目前超临界流体萃取
技术已应用于提取和精制混合油脂,如用EPA(二
十碳五烯酸)和DHA(二十二碳六烯酸)总含量为
60%的鱼油为原料,可得到纯度高达90%的EPA和
DHA[9].MarionLétisse等[10]对超临界流体萃取法富集
沙丁鱼中EPA和DHA的操作条件进行了优化.
袁成凌等[11]对超临界流体萃取微生物发酵法生
产的真菌油脂进行了研究,结果表明采用超临界
CO2富集微生物菌丝体中多不饱和脂肪酸的方法在
工艺上是可行的,但富集效果还有待进一步提高.
N.Vedaraman等[12]对超临界流体萃取牛脑中的胆固
醇进行了研究.
2.2在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术在食品工业的应用已有
相当长的历史.用超临界流体萃取技术脱除咖啡豆
和茶叶中的咖啡因早已实现工业化生产.德国SKW
公司生产脱咖啡因茶,采用超临界流体萃取技术生
产能力达6000t/a.此外,SKW公司还将超临界流
体萃取技术应用于啤酒的生产,该公司超临界流体
萃取加工酒花的设备的生产能力为104t/a[13].
SeiedMahdiPourmortazavi等[14]研究了利用超临
界流体萃取植物中的精油,结果表明,与蒸馏法相
比此法具有明显优势:萃取时间短,成本低,产品更
纯净.P.Ambrosino等[15]对超临界流体萃取玉米中白
僵菌毒素进行了研究.
将超临界流体技术应用于食品领域,可使食品
的外观,风味和口感更好,因此超临界流体萃取技
术在食品工业具有广阔的应用前景.
2.3在医药行业中的应用
超临界流体萃取在医药行业的应用是非常广
泛的,尤其值得一提的是在中药有效成分的提取方
面,我国做了大量工作.目前,超临界流体萃取中药
有效成分已实现工业化生产,浙江康莱特公司将其
用于萃取抗癌中药,云南森菊公司拥有两套1000L
的萃取除虫菊成分的超临界流体萃取装置[16].
杜玉枝等[17]研究表明,CO2超临界萃取比石油
醚抽提优越,具有收率高,提取时间短及无溶剂残
留等优点,适合于藏成药安神丸的制备.Benliu等[18]
研究了利用超临界流体萃取黄连根中的黄连成分.
很多学者对超临界流体萃取中药有效成分进行了
研究,如川芎,白芷,当归和黄连等.
2.4在环境保护中的应用
超临界流体萃取技术在环境保护领域尤其是
处理被污染的固体物料和水体等方面具有广阔的
应用前景.
于恩平[19]利用超临界流体萃取方法处理多氯联
苯污染物的研究表明,用超临界流体萃取技术可以
清除固体物料中的有机毒性物质.高连存等[20]对炼
钢厂炼焦车间土壤进行了SFE研究,比较了温度和
压力对超临界流体萃取PAH(苯丙胺酸羟化酵素)
类化合物的影响,并且用GC-MS(气-质联用法)分
析结果和索式提取法做了对比,结果其回收率远远
第21卷第3期赵东胜等:超临界流体萃取技术研究与应用进展11
高于索式提取法的回收率.游静等[21]研究了用固相
吸附与超临界流体萃取相结合富集水中有机污染
物的方法,表明超临界流体萃取对水中极性较大的
有机化合物的处理是可行的.V.Librando等[22]对超
临界流体萃取海洋沉积物和土壤样本中的多环芳
烃污染物进行了研究,多环芳烃回收率达到90%以
上.Kong-HwaChiu等[23]也将超临界流体萃取技术
应用于治理环境中的有机污染物.
除了上面提到的几个方面的应用,超临界流体
萃取技术还在日化,陶瓷和仪器分析等领域有着重
要的应用.
3展望
超临界流体与气体和液体相比,可以说兼具后
两者的优点而又克服了它们的不足,而且超临界流
体萃取操作条件温和,所以超临界流体萃取技术相
比其它分离方法优势非常明显.目前,超临界流体
萃取技术在各领域应用过程中还有很多问题有待
解决,相信通过国内外专家的共同努力,该技术在
各领域的应用必将深入,而且会不断拓宽,其在工
业生产上的作用也将随之日益凸显

是指夹带剂占加料量的质量分数。
往往夹带剂和萃取剂不是一种状态的物质，所以一般不用物质的量之比、体积比等表示夹带剂多少，而采用比较方便的质量分数表示。

下面是有关超临界流体萃取及夹带剂的一些介绍和一篇论文，仅供参考。

超临界流体萃取(Superitical Fluid Extraction，以下简称SFE)是一项发展很快、应用很广的实用性新技术。传统的提取物质中有效成份的方法，如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，其工艺复杂、产品纯度不高，而且易残留有害物质。超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。

什么是超临界：任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。超临界流体(SCF)是指在临界温度（Tc）和临界压力(Pv)以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。
超临界萃取的原理：超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，超临界流体具有很好的流动性和渗透性，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以在超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。

超临界流体（SCF）的选取：溶质在某溶剂中的溶解度与溶剂的密度呈正相关，SCF也与此类似。因此，通过改变压力和温度，改变SCF的密度，便能溶解许多不同类型的物质，达到选择性地提取各种类型化合物的目的。可作为SCF的物质很多，如二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。其中二氧化碳因其临界温度低（Tc＝31.3℃),接近室温；临界压力小(Pv＝7.15MPa)，扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力。且无色、无味、无毒、不易燃、化学惰性、低膨胀性、价廉、易制得高纯气体等特点，现在应用最为广泛。?

二氧化碳超临界萃取的溶解作用：在超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性、沸点和分子量密切相关，一般来说有以下规律：亲脂性、低沸点成分可在104KPa以下萃取，如挥发油、烃、酯、内酯、醚、 环氧化合物等，像天然植物和果实中的香气成分，如桉树脑、麝香草酚、酒花中的低沸点酯类等；化合物的极性基团( 如-OH、-COOH等)愈多，则愈难萃取。强极性物质如糖、氨基酸的萃取压力则要在4×104KPa以上；化合物的分子量愈大， 愈难萃取。分子量在200～400范围内的组分容易萃取，有些低分子量、易挥发成分甚至可直接用CO2液体提取；高分子量 物质(如蛋白质、树胶和蜡等)则很难萃取。超临界CO2萃取的特点 ：

1、可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发渡、 易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。2、由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，100%的纯天然，符合当今“绿色环保”、“回归自然”的高品位追求。3、控制工艺参数可以分离得到不同的产物，可用来萃取多种产品，而且原料中的重金属、无机物、尘土等都不会被CO2溶解带出。
4、蒸馏和萃取合二为一，可以同时完成蒸馏和萃取两个过程，尤其适用于分离难分离的物质，如有机混合物、同系物的分离精制等 。
5、能耗少；热水、冷水全都是闭路循环，无 废水、废渣排放。CO2也是闭路循环，仅在排料时带出少许，不会污染环境。由于能耗少、用人少、物料消耗少，所以运行费用非常低。
因此，CO2特别适合天然产物有效成分的提取。对于天然物料的萃取，其产品真正称得上是100%纯天然的“绿色产品”。
影响超临界萃取的主要因素：
1.密度：溶剂强度与SCF的密度有关。温度一定时，密度(压力)增加，可使溶剂强度增加， 溶质的溶解度增加。
2.夹带剂：适用于SFE的大多数溶剂是极性小的溶剂，这有利于选择性的提取，但限制了其对极性较大溶质的应用。因此可在这些SCF中加入少量夹带剂（如乙醇等）以改变溶剂的极性。加一定夹带剂的SFE-CO2可以创造一般溶剂达不到的萃取条件，大幅度提高收率。
3. 粒度：溶质从样品颗粒中的扩散，可用Fick第二定律加以描述。粒子的大小可影响萃取的收率。一般来说，粒度小有利于 SFE-CO2萃取。
4. 流体体积：提取物的分子结构与所需的SCF的体积有关。 增大流体的体积能提高回收率。

超临界流体萃取技术研究与应用进展
赵东胜,刘桂敏,吴兆亮
(河北工业大学化工学院,天津300130)
摘要:综述了超临界流体萃取的基本原理,以及提高超临界流体萃取效率的方法,包括加入夹带剂,利用
高压电场和超声波等.并对超临界流体萃取技术在生物化工,食品,医药和环保行业的最新应用情况作
了介绍.
关键词:超临界流体萃取;萃取效率;夹带剂;应用
中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1008-1267(2007)03-0010-03
超临界流体萃取技术(SFE)是利用超临界流体
作为萃取剂,从液体或固体中萃取了特定成分,以
达到分离目的产物的一种新型分离技术.超临界流
体萃取具有其它分离方法无可比拟的优点:易于和
产物分离,安全无毒,不造成环境污染,操作条件温
和不易破坏有效成分等.因此,超临界流体萃取技
术在生化,医药,日化,环保,石化及其它领域具有
广阔的应用前景.
1超临界流体萃取
1.1超临界流体
超临界流体(SCF)是指超过临界温度(TC)和临
界压力(PC)的非凝缩性的高密度流体[1].超临界流体
兼有气体和液体两者的特点,密度接近于液体,而
粘度和扩散系数却接近于气体,因此不仅具有与液
体溶剂相当的溶解能力,而且具有优良的传质性
能.
超临界流体的溶解能力除了与超临界流体和
待分离溶质二者性质相似性有关外,还与操作温度
和压力等条件有关.操作温度与超临界流体的临界
温度越接近,其溶解能力越强;无论操作压力多高,
超临界流体都不能液化,但流体的密度随压力的增
大而增大,其溶解能力也随之增强.
1.2超临界流体萃取的原理
超临界流体萃取技术就是利用上述超临界流
体的特殊性质,将其在萃取塔的高压下与待分离的
固体或液体混合物接触,调节系统的操作温度和压
力,萃取出所需组分;进入分离塔后,通过等压升
温,等温降压或吸附等方法,降低超临界流体的密
度,使该组分在超临界流体中的溶解度减小而从中
分离出来.
1.3提高萃取效率的方法
提高萃取效率的方法除了适当提高萃取压力,
选取合适萃取温度和增大超临界流体流量之外,还
可以采用加入适量的夹带剂,利用高压电场和超声
波等措施.
1.3.1加入夹带剂
加入适量合适的夹带剂可明显提高超临界流
体对被萃取组分的选择性和溶解度.张昆等[2]对夹
带剂甲醇的加入对超临界流体的溶解能力和萃取
选择性进行了研究,结果表明甲醇的加入可以显著
增加流体的溶解能力,且其增加的程度随甲醇的添
加量的增加而增加,这在一定程度上有利于极性物
质的提取,但是加入甲醇后会使流体的选择性降
低.因此在添加夹带剂时,应选择最优添加量.
表面活性剂也可以作为夹带剂提高超临界流
体萃取效率,提高的程度与其分子结构有关,分子
的脂溶性部分越大,其对超临界流体的萃取效率提
高越多[3].关于夹带剂的作用原理,8zlemCü>lü-
stündag等[4]研究认为是夹带剂的加入改变了溶剂
密度或内部分子间的相互作用所致.
在选择萃取剂时应注意以下几点:(1)在萃取
阶段,夹带剂与溶质的相互作用是首要的,即夹带
剂的加入能使溶质的溶解度较大幅度提高;(2)在
溶质再生(分离)阶段,夹带剂应易于与溶质分离;
(3)在分离涉及人体健康的产品时,如药品,食品和
收稿日期:2006-10-10
第21卷第3期
2007年5月
Vol.21No.3
May.2007
天津化工
TianjinChemicalIndustry
化妆品等,还需注意夹带剂的毒性问题.
1.3.2利用高压电场
高压脉冲电场可显著改善萃取溶质与膜脂等
成分的互溶速率及通过细胞壁物质的传质能力,从
而提高萃取效率.宁正祥等[5]用高压脉冲电场强化
超临界CO2萃取荔枝种仁精油,在300MPa以下时,
高压脉冲处理可明显改善超临界萃取效率;尤其是
在萃取率低于80%时,高压脉冲电场效果显著.
1.3.3利用超声波
在超临界流体萃取天然生物资源活性有效成
分的过程中,采用强化措施减少萃取的外扩散阻力
往往能取得很好的萃取效果.陈钧等[6]研制了带有
超声换能器的萃取器,利用超声强化超临界萃取中
的传质过程.方瑞斌等[7]用超声波强化超临界CO2
萃取紫杉醇.研究表明,如要完全萃取紫杉醇,未强
化超声超临界CO2的萃取时间是强化超声超临界
CO2的3倍.在对1.1%紫杉醇浸膏的萃取实验中,
强化超声的超临界CO2很快达到100%萃取,而未
强化超声的超临界萃取在3倍时间及用量相同条
件下只达到41%的萃取率,这充分显示了超临界萃
取与超声技术并用的优越性.Ai-junHu等[8]对超声
强化超临界流体萃取薏苡种子中的薏苡油和薏苡
仁酯的研究也表明,超声强化技术可以很大程度地
提高萃取效率.
此外,还有一些强化措施包括搅拌,增加流量
或采用移动床等,这些措施都是为了达到减少萃取
中外扩散阻力的目的.
2超临界流体萃取技术在工业上的
应用
2.1在生物化工中的应用
由超临界流体的特性可知,它特别适合用于热
敏性生物物质的分离和提取.目前超临界流体萃取
技术已应用于提取和精制混合油脂,如用EPA(二
十碳五烯酸)和DHA(二十二碳六烯酸)总含量为
60%的鱼油为原料,可得到纯度高达90%的EPA和
DHA[9].MarionLétisse等[10]对超临界流体萃取法富集
沙丁鱼中EPA和DHA的操作条件进行了优化.
袁成凌等[11]对超临界流体萃取微生物发酵法生
产的真菌油脂进行了研究,结果表明采用超临界
CO2富集微生物菌丝体中多不饱和脂肪酸的方法在
工艺上是可行的,但富集效果还有待进一步提高.
N.Vedaraman等[12]对超临界流体萃取牛脑中的胆固
醇进行了研究.
2.2在食品工业中的应用
超临界流体萃取技术在食品工业的应用已有
相当长的历史.用超临界流体萃取技术脱除咖啡豆
和茶叶中的咖啡因早已实现工业化生产.德国SKW
公司生产脱咖啡因茶,采用超临界流体萃取技术生
产能力达6000t/a.此外,SKW公司还将超临界流
体萃取技术应用于啤酒的生产,该公司超临界流体
萃取加工酒花的设备的生产能力为104t/a[13].
SeiedMahdiPourmortazavi等[14]研究了利用超临
界流体萃取植物中的精油,结果表明,与蒸馏法相
比此法具有明显优势:萃取时间短,成本低,产品更
纯净.P.Ambrosino等[15]对超临界流体萃取玉米中白
僵菌毒素进行了研究.
将超临界流体技术应用于食品领域,可使食品
的外观,风味和口感更好,因此超临界流体萃取技
术在食品工业具有广阔的应用前景.
2.3在医药行业中的应用
超临界流体萃取在医药行业的应用是非常广
泛的,尤其值得一提的是在中药有效成分的提取方
面,我国做了大量工作.目前,超临界流体萃取中药
有效成分已实现工业化生产,浙江康莱特公司将其
用于萃取抗癌中药,云南森菊公司拥有两套1000L
的萃取除虫菊成分的超临界流体萃取装置[16].
杜玉枝等[17]研究表明,CO2超临界萃取比石油
醚抽提优越,具有收率高,提取时间短及无溶剂残
留等优点,适合于藏成药安神丸的制备.Benliu等[18]
研究了利用超临界流体萃取黄连根中的黄连成分.
很多学者对超临界流体萃取中药有效成分进行了
研究,如川芎,白芷,当归和黄连等.
2.4在环境保护中的应用
超临界流体萃取技术在环境保护领域尤其是
处理被污染的固体物料和水体等方面具有广阔的
应用前景.
于恩平[19]利用超临界流体萃取方法处理多氯联
苯污染物的研究表明,用超临界流体萃取技术可以
清除固体物料中的有机毒性物质.高连存等[20]对炼
钢厂炼焦车间土壤进行了SFE研究,比较了温度和
压力对超临界流体萃取PAH(苯丙胺酸羟化酵素)
类化合物的影响,并且用GC-MS(气-质联用法)分
析结果和索式提取法做了对比,结果其回收率远远
第21卷第3期赵东胜等:超临界流体萃取技术研究与应用进展11
高于索式提取法的回收率.游静等[21]研究了用固相
吸附与超临界流体萃取相结合富集水中有机污染
物的方法,表明超临界流体萃取对水中极性较大的
有机化合物的处理是可行的.V.Librando等[22]对超
临界流体萃取海洋沉积物和土壤样本中的多环芳
烃污染物进行了研究,多环芳烃回收率达到90%以
上.Kong-HwaChiu等[23]也将超临界流体萃取技术
应用于治理环境中的有机污染物.
除了上面提到的几个方面的应用,超临界流体
萃取技术还在日化,陶瓷和仪器分析等领域有着重
要的应用.
3展望
超临界流体与气体和液体相比,可以说兼具后
两者的优点而又克服了它们的不足,而且超临界流
体萃取操作条件温和,所以超临界流体萃取技术相
比其它分离方法优势非常明显.目前,超临界流体
萃取技术在各领域应用过程中还有很多问题有待
解决,相信通过国内外专家的共同努力,该技术在
各领域的应用必将深入,而且会不断拓宽,其在工
业生产上的作用也将随之日益凸显