科技名词

超临界流体萃取

supercritical fluid extraction

定义：用超临界状态流体作萃取剂的一种气—固萃取分离技术。

学科：化学_分析化学_化学分析

【延伸阅读】

早在100多年前人们就注意到，把气体压缩到临界点之上成为超临界状态后，气体对溶质的溶解能力会得到极大提高，但直到20世纪80年代，超临界流体萃取（SCFE）才作为一种具有选择性溶解能力的分离技术得到开发，现在SCFE已经成为工业生产的一种方法。

从纯物质的相图可知，三相点为气—液—固共存体系，系统状态的自由度为零。当纯物质沿气—液饱和线升温时，气体因压力增加而密度上升，液体则因温度上升而密度减小，当达到超临界点（CP）时，气—液相态的差别消失，形成一个新的均一物态，即超临界态，它对应的温度称临界温度，对应的压力称临界压力。在临界温度之上不会发生蒸发—冷凝现象，只有流体形态。之所以称该点为临界点，是因为在临界温度之下，无论压力如何增加都不能达到超临界状态，同样，在临界压力之下，无论温度如何上升也无法达到超临界态。

超临界流体的溶解能力与其密度成正比，而在临界点附近，温度和压力的微小变化都会引起流体密度的大幅变化。超临界流体萃取正是利用这一特性来实现物质分离。例如，在二氧化碳临界点以下，萘的溶解度非常小，当压力升至临界点附近时，溶解度便迅速上升。溶质在超临界流体中的溶解度主要受两方面的影响，其一是超临界流体的密度，其二是溶质的蒸气压，这两个因素都与温度密切相关。在相对压力较大的区域，由于流体密度随温度的变化相对和缓，溶质蒸气压随温度的变化成为主要因素，因此，此时超临界流体的溶解度随温度上升而提高；在相对压力较低的区域，温度升高将引起流体密度的迅速下降，该因素成为影响溶解度的主要因素，因此，超临界流体的溶解度随温度上升而下降。如果能保持超临界流体密度不变，溶质溶解度将始终随温度上升而提高。

作为萃取剂的超临界流体，应对溶质有良好的溶解选择性。按照相似相溶的原理，超临界流体与被萃取物的化学性质越相似，溶解能力就越大；在一定条件下，溶剂的温度越接近临界温度，溶质的溶解度越大。超临界流体萃取具有高度选择性，产品质量高，可同时完成蒸馏和萃取两个过程，可分离性质相近的物质，特别是对同系物和热敏性物质的分离有独到的优势，而且萃取工艺节能、无残留，因此超临界流体萃取工艺在食品工业等领域得到广泛采用。