**超临界流体萃取技术。
肖维峰。10级生物技术专升本2班24号）
摘要：，应用范围广泛，已越来越多的受到人们的重视。本文简单介绍了该技术的基本原理和特点及其应用，并展望了其发展前景。
关键字：超临界流体；萃取技术；应用。
1 引言。超临界流体萃取(缩写sfe)是利用超临界流体在临界压力和临界温度附近具有的独特物理化学性质进行萃取的一门新分离技术。
尽管早在2024年，英国的thoms andrews博士［1］就对co2 的超临界现象进行了研究，1879 年，hanny j b和hograth j［2］就发现了超临界流体的独特溶解现象，但是直到20世纪60 年代，超临界萃取技术才在石油、化工等领域得到应用。进入20世纪80年代，sfe技术在分析化学各领域中的应用研究呈现了前所未有的势头，已成为一种高效的选择性的样品制备及前处理技术，大有替代传统液液萃取、索氏抽提技术的趋势。尤其是在环境有机污染物分析和生化分析方面，显示了巨大的应用潜力。
2 超临界流体萃取的原理和特点及存在的问题。
2.1 超临界萃取技术的原理。
超临界流体，是指处于临界温度(tc)和临界压力(pc)［3］下的一种物质状态，pc和tc称为临界点。在临界点附近的范围内，流体的密度变化非常大，气体与液体之间的区别消失，不会发生冷凝或蒸发，只能以流体的形式存在，处于临界状态的流体，其物理化学性质与在非临界状态下相比有显著不同，其密度接近于液体，有较大的溶解能力，其扩散系数接近于气体，传质非常快，因而可以作为萃取溶剂。超临界流体温度和压力的轻微改变，都可导致物质物理化学性质如密度、介电常数、扩散系数、粘度、溶解度的巨大变化，导致溶剂和溶质的分离。
超临界流体具体位于气体液体之间的物理化学性质（如表1）［4］
表1气体、液体、超临界流体的物理化学性质）
常用的超临界流体有：co2 、nh3 、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和水等。和其他sfc 相比，co2 临界密度大、溶解能力强、传质速率高， 临界压力(pc=7139mpa) ［5］适中，临界温度31 ℃，分离过程可在接近室温下进行，便宜易得，无毒，惰性且极易从萃取产物中分离出来，当前绝大多数超临界萃取都以co2为溶剂。
超临界流体萃取主要由萃取釜和分离釜组成，并适当配合压缩装置和热交换设备所构成。以充分利用co2 流体溶解度差别为主要控制指标，针对不同原料、不同分离目标而采用不同的工艺流程，可采用高温法、等压法和吸附法。等温法萃取过程的特点是萃取釜和分离釜等温，而萃取压力高于分离压力，利用高压下co2对溶质的溶解度大大高于低压下的溶解度这一特点，将co2 选择性溶解的目标析出。
等压法的特点是萃取釜和分离釜等压，利用两者温度的差别来达到分离的目的。吸附法中萃取和分离处于相同温度和压力下，利用特定吸附剂将co2流体中分离目标组分选择性吸附除去。由于很多物质很难通过吸附剂来收集，吸附法使用不多。
2.2 超临界流体萃取的特点。
超临界流体萃取同经典的样品前处理方法相比具有如下特点：
1）快速、高效。 超临界流体的溶剂力与液体相似，但扩散系数比液体高10～100 倍［6］［7］，使其具有比液体更好的渗透性，因此溶质在超临界流体中的传播阻力小，可获得快速、高效的萃取。一般sfe过程只需10～60 min，而液—液萃取常需用几十分钟到数小时。
2）选择性好。液体溶剂的萃取力是个常数，与萃取条件无关，而超临界流体的溶剂力对操作时的压力和温度有较大的依赖性。改变压力(或更小程度地改变温度)很容易改变超临界流体的溶剂力，从而达到选择性萃取的目的。
3）sfe 在低温下进行，特别适合于萃取温度敏感型化合物。
4）多数超临界流体在室温下是无毒的气体，易于除去。
5）易与其它分析方法**联用，实现自动化。
6）局限性： co2 极性较低，较适合于那些亲脂性、分子量较小的物质的提取，对于极性大、分子量太大的物质，要加入适宜的夹带剂或升高系统的压力。
7）萃取速度快，特别适合与固体物质分离萃取；传热速度快，温度易于控制；适合挥发性物质的分离。
2.3 超临界流体萃取存在的问题。
sfe技术需要解决的问题，单一组分的超临界溶剂对一定的分离过程有很大的局限性，其表现为：一般来说，sfe萃取压力比较高、尽管提取速度较快，但萃取时间仍比较长，对设备的要求高，提取能力小而且能耗相对也大。另外，当采用单一萃取溶剂时，有时溶解性、选择性不够，很难高效地萃取目的物。
这些都是制约sfe技术应用领域的进一步拓展和真正大范围地转化为生产力的“瓶颈”之所在［8］。采用各种强化技术是人们解决这些问题的一个途径，也是目前研究的新动向。
3 超临界流体萃取的应用。
超临界流体具有较高的扩散性，传质阻力小，对多孔疏松的固态物质萃取特别有利；超临界流体对改变操作条件（如压力、温度）特别敏感，这就提供了操作上的灵活性和可调性；超临界流体具有溶剂的溶解性能，并能在低温下操作，如用co2作介质，co2流体无色、无味、无毒，且通常条件下为气体，能实现低温、无毒、无溶剂残留的苛刻要求，更具有萃取与蒸馏的双重作用，在很大程度上避免了常规提取过程中经常发生的分解、沉淀等反应，能最大程度地保持各组分的原有特性，已广泛应用于食品工业分离精制风味特征物质、热敏性物质和生理活性物质，例如用sfe从咖啡［9］、茶中脱咖啡因，啤酒花萃取，从各种动植物中萃取各种脂肪酸、提取色素，从奶油和鸡蛋中去除胆固醇等；高压下的co2流体能有效杀灭各种细菌，可用于中草药的提取、分离、干燥、加工、除杂、灭菌［10］；超临界co2流体通过减压成为气体很容易与产物分离，使产物易纯化。通过改变萃取条件可达到选择性萃取的目的，利用不同的温度和压力有效分离了环境模拟样品中的正构烷烃和多环芳烃，实现了超临界co2流体对不同化合物的分级萃取［11］。最近，超临界流体萃取还广泛应用于活性碳再生，海水淡化及废水处理，如用超临界水氧化技术处理多氯联苯［12］、二恶英［12］等有机危险废物，解决了一般高温方法无法对其完全分解的难题，探索出超临界流体萃取在环境治理上的新用途。
4 超临界流体萃取的展望。
20多年的发展，超临界流体萃取技术研究与应用已取得显著成绩。目前，超临界流体萃取已逐步走向工业化，并迅速向萃取分离以外的领域发展，成为新材料制备、环境治理与保护、化学反应等多领域的综合技术［13］。由于受工艺技术和仪器发展水平的限制，我国对这一技术的应用研究还只是刚刚起步，要赶上国际先进水平还有待于进一步的努力。
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