supercritical fluid extraction

定義：用超臨界狀態(tài)流體作萃取劑的一種氣—固萃取分離技術(shù)。

學科：化學_分析化學_化學分析

相關(guān)名詞：超臨界流體 萃取 分配比

圖片來源：視覺中國

【延伸閱讀】

早在100多年前人們就注意到，把氣體壓縮到臨界點之上成為超臨界狀態(tài)后，氣體對溶質(zhì)的溶解能力會得到極大提高，但直到20世紀80年代，超臨界流體萃?。⊿CFE）才作為一種具有選擇性溶解能力的分離技術(shù)得到開發(fā)，現(xiàn)在SCFE已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的一種方法。

從純物質(zhì)的相圖可知，三相點為氣—液—固共存體系，系統(tǒng)狀態(tài)的自由度為零。當純物質(zhì)沿氣—液飽和線升溫時，氣體因壓力增加而密度上升，液體則因溫度上升而密度減小，當達到超臨界點（CP）時，氣—液相態(tài)的差別消失，形成一個新的均一物態(tài)，即超臨界態(tài)，它對應的溫度稱臨界溫度，對應的壓力稱臨界壓力。在臨界溫度之上不會發(fā)生蒸發(fā)—冷凝現(xiàn)象，只有流體形態(tài)。之所以稱該點為臨界點，是因為在臨界溫度之下，無論壓力如何增加都不能達到超臨界狀態(tài)，同樣，在臨界壓力之下，無論溫度如何上升也無法達到超臨界態(tài)。

超臨界流體的溶解能力與其密度成正比，而在臨界點附近，溫度和壓力的微小變化都會引起流體密度的大幅變化。超臨界流體萃取正是利用這一特性來實現(xiàn)物質(zhì)分離。例如，在二氧化碳臨界點以下，萘的溶解度非常小，當壓力升至臨界點附近時，溶解度便迅速上升。溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度主要受兩方面的影響，其一是超臨界流體的密度，其二是溶質(zhì)的蒸氣壓，這兩個因素都與溫度密切相關(guān)。在相對壓力較大的區(qū)域，由于流體密度隨溫度的變化相對和緩，溶質(zhì)蒸氣壓隨溫度的變化成為主要因素，因此，此時超臨界流體的溶解度隨溫度上升而提高；在相對壓力較低的區(qū)域，溫度升高將引起流體密度的迅速下降，該因素成為影響溶解度的主要因素，因此，超臨界流體的溶解度隨溫度上升而下降。如果能保持超臨界流體密度不變，溶質(zhì)溶解度將始終隨溫度上升而提高。

作為萃取劑的超臨界流體，應對溶質(zhì)有良好的溶解選擇性。按照相似相溶的原理，超臨界流體與被萃取物的化學性質(zhì)越相似，溶解能力就越大；在一定條件下，溶劑的溫度越接近臨界溫度，溶質(zhì)的溶解度越大。超臨界流體萃取具有高度選擇性，產(chǎn)品質(zhì)量高，可同時完成蒸餾和萃取兩個過程，可分離性質(zhì)相近的物質(zhì)，特別是對同系物和熱敏性物質(zhì)的分離有獨到的優(yōu)勢，而且萃取工藝節(jié)能、無殘留，因此超臨界流體萃取工藝在食品工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛采用。

責任編輯：張鵬輝