超臨界萃取技術論文
隨著現代工業的高速發展，綠色化學、清潔生產技術成為各國研究的熱點，超臨界萃取技術作為一種高效、清潔、節能的分離方法，這是小編為大家整理的，僅供參考!
篇一
超臨界萃取技術在中藥有效成分提取中的應用
摘 要：超臨界流體萃取技***SFE***術作為一種新型的綠色分離技術開始廣泛運用於工業分離的各個領域。本文概括介紹了SFE的原理，重點介紹了超臨界流體萃取在中藥與天然生物成分分離提取中的應用，並與其傳統的萃取方法進行了比較。其次，還提出了該技術在分離過程中所存在的問題。同時也展望了超臨界萃取在今後的應用前景。
關鍵詞：中藥;超臨界流體;萃取
中圖分類號：G630 文獻標識碼：A 文章編號：1003-2851***2013***-12-0313-01
中草藥是中華民族傳統醫藥的寶貴財富，我國中草藥從種類及使用經驗在世界範圍內均居於領先地位，隨著我國加入WTO，我國中醫藥業的發展面臨新的挑戰。人們長期利用傳統技術來提取中草藥有效成分，該過程存在有效成分損失大、流程複雜、週期長、產物純度低等缺點。近年來隨著分離純化工藝的不斷髮展在中草藥有效成分提取方面出現了一些更為先進的生產工藝，超臨界萃取就是最具優勢的一種，有效解決了傳統工藝的不足，並有助於實施GMP生產，有利於我國中藥產品走向國際市場。
一、超臨界流體萃取的概述
1.超臨界流體萃取。超臨界流體***Supercritical Fluid， SCF***是指溫度和壓力均處於臨界值以上，且介於氣體和液體之間的一種特殊流體，不僅具有類似氣體易擴散和流動的特點，而且具有像液體一樣較大溶解度的特點。超臨界流體萃取是近二、三十年發展起來的利用超臨界流體的性質建立的化工萃取分離技術，它是以超臨界流體為提取劑，在接近臨界溫度***Tc***和臨界壓力***Pc***的狀態下，能過改變體系溫度和壓力的變化，使溶解度發生巨大變化來實現對物質有效成分的提取分離。而在中藥有效成分分離中最常用的是超臨界CO2流體萃取***SFE-CO2***。CO2的臨界溫度和臨界壓力分別為31.3℃和7.38MPa，當處於該臨界點以上時，流體性質會發生改變，此時的CO2具有氣體和液體的雙重性質。它是一種優良的溶劑，能通過分子間的相互作用和擴散作用，可溶解多種物質，然後分離其中的有效成分。
2.超臨界流體萃取的優點。超臨界流體萃取技術與傳統的萃取分離相比有以下的優點：***1***超臨界流體萃取技術進行萃取分離時，通常是在較低溫度下進行，因而更有利於分離有效成分中的熱敏性物質。而用一般的蒸餾方法分離含熱敏性組分的原料，會導致原料的分解變性等;***2***超臨界技術萃取過程穩定性好、臨界溫度接近常溫、無毒、無腐蝕性以及不會造成溶劑殘留，且不會造成環境汙染的物質，實現了綠色生產;***3***超臨界流體具有優良的傳遞效能和較強的滲透力，有利於快速萃取和分離。***4***超臨界萃取過程具有提取和精餾雙重性，可以分離某些難以分離的物質，同時可以簡化產物的分離，還可以將反應和分離耦合起來，減少裝置的要求。
二、超臨界流體萃取在中藥提取中的應用
超臨界流體萃取技術在中藥有效成分的提取運用中由於種種原因依然處於實驗階段，還未廣泛的應用於製藥企業。以下將簡單介紹幾種中藥成分的提取。
1.揮發性油的提取。超臨界萃取在中藥材的提取中首先應用於揮發性油類。揮發油是藥品中一類重要的活性成分，如當歸油可以鎮痛。揮發油類成分的分子量比較小且具有親脂性和低沸點的性質，傳統提取方法如水蒸氣蒸餾法等可使其中一些不穩定揮發油成分受熱變性等，從而影響產品品質。SFE能夠很好的解決這個問題，而CO2由於其低臨界溫度和低臨界壓力且無毒、無味、惰性等特點而成為揮發油SFE應用最為廣泛的臨界液體之一。
黃酮類的提取。黃酮類化合物廣泛存在於植物中***大約有20%的中藥含有黃酮類化合物***，具有多方面的生物活性，如葛根總黃酮具有擴張冠狀血管，解肌退熱等功效。它是一類相對分子質量較低的天然藥物成分。傳統的提取方法有醇提、鹼水、鹼醇、熱水等，這些方法明視訊記憶體在排汙量大、提取效率低、分離過程麻煩、成本高等缺點。鄧啟換等在運用超臨界萃取銀杏葉中的銀杏黃銅和內酯有效成分，得率高出傳統的溶劑萃取法兩倍。
3.香豆素類的提取。香豆素傳統方法為溶劑法結合層析、多次萃取等，而利用CO2-SFE可通過多級分離，可與超臨界流體萃取結合而得到有效成分很高的萃取物對於分子量大或極性強的成分。嚴優芍等人利用CO2-SFE提取補骨脂中總香豆素的最佳條件為：萃取壓力35MPa，萃取溫度62℃，萃取時間3h，解析壓力8Mpa，解析溫度60℃。在最佳的提取條件下，總香豆素得率驗證值為0.812%，而理論值為0.822%，由此表明CO2-SFE能最大程度上提取補骨脂中總香豆素。
4.萜類的提取。青蒿素來自於菊科植物黃花蒿的一種倍半萜內酯類成分，是我國唯一得到國際承認的抗瘧疾新藥。傳統的汽油法提取收率較低，成本高、存在易燃易爆等危險，用超臨界流體萃取工藝生產青蒿素，其產品收率提高1.9倍，生產週期縮短約100h，成本降低447/kg，避免了傳統方法中的危險，同時也減少了廢液的排放。
5.生物鹼的提取。基於生物鹼的化學性質和存在特點，用純CO2往往難以將其提出，故在提取前需用氨水等鹼性劑鹼化，使之全部轉化為遊離鹼，同時還要使用適當的提攜劑以增強流體的溶解能力或提高選擇性。因此，CO2-SFE法目前對大多數生物鹼的提取尚不是一種很有效的方法。Sutot等利用SFE—離子對色譜法提取定量分析了黃柏中的小聚鹼和巴馬亭，結果表明，夾帶劑甲醇的濃度從10%增至15%，對生物鹼的萃取率有明顯改善，並且這種提取分析方法快速，共需要20分鐘即可全部完成。
三、展望
超臨界流體萃取技術，尤其是二氧化碳超臨界流體的萃取作為一種新型高效的、環保型的工藝技術應用於各個領域。但仍然具有其一定的侷限性。如對裝置的需求，超臨界流體萃取的操作需要在高壓下執行，故而對裝置的耐壓性要求較高，以及操作過程的安全性要有保障。超臨界流體對於一些極性很大的有效分子仍無能為力。研究者現在正在將超臨界萃取技術與其他技術結合使用開闢新的領域。因此超臨界流體萃取在中藥製藥領域仍有待進一步的研究。
篇二
超臨界流體萃取技術的應用與發展
摘 要：介紹了超臨界流體萃取技術***SFE***的原理、特點及工藝。闡述了超臨界流體萃取技術的發展與研究應用概況，並對超臨界流體萃取技術的發展前景進行了展望。
關鍵詞：超臨界流體; 萃取;應用;發展
隨著現代工業的高速發展，綠色化學、清潔生產技術成為各國研究的熱點，超臨界流體萃取技術作為一種高效、清潔、節能的分離方法，受到了越來越多的關注，由於萃取過程容易控制調節、 萃取效率高、 能耗低，使得該技術廣泛應用於各個領域。
1.超臨界萃取技術簡介
1.1超臨界流體
臨界態指氣、液兩態差異消失，相變為零時的特有狀態。處於臨界態的溫度和壓力稱為臨界溫度和臨界壓力，二者合稱為臨界點。在臨界點附近，溫度和壓力的微小變化都會使物體的密度發生極大變化。我們把超過臨界點的氣體稱為超臨界流體***SCF***，超臨界流體具有其它流體所不具備的良好溶解性、流動性和傳遞性。
1.2技術原理
超臨界萃取是利用在臨界壓力和臨界溫度附近具有特殊效能的超臨界流體作為萃取溶劑的一種萃取技術。超臨界流體是一種被加熱和壓縮至臨界溫度與臨界壓力以上的流體，臨界狀態是不夠穩定的特殊狀態，在這種狀態下氣體和液體之間的性質差別將消失，兩者之間的介面亦將消失。由於超臨界流體具有介於氣體和液體之間的物理性質，具有近液體的溶解能力，有氣體對固體和高黏度物質較強的滲透性，並且隨溫度和壓力的微小變化有較大變化，因此具有比液體溶劑更好的萃取效率和更高的萃取速度。SFE正是利用這一性質以及相似相容的原理，在較高的壓力下，使溶質溶解在SCF中，然後使SCF溶液的壓力降低或溫度升高，這時溶解於SCF中的溶質就會因SCF的密度下降，溶解度降低而析出，從而達到萃取分離的目的。
1.3工藝流程
壓力和溫度的微小變化都可以引起密度很大的變化，並相應地表現為溶解度的變化，因此可以用壓力、溫度的變化來實現萃取和分離的過程，以超臨界萃取二氧化碳為例，氣體經換熱器換熱和加壓泵加壓達到工藝過程所需要的溫度和壓力*** 一般均高於臨界溫度和臨界壓力***，使其成為超臨界二氧化碳流體，流體進入萃取釜與物料充分接觸進行選擇性萃取所需要的組分，經節流閥降壓至二氧化碳的臨界壓力以下，隨後進入分離釜，溶質從萃取液中解析出來成為產品，定期從釜內排出，解析後的二氧化碳再迴圈使用。
2.超臨界流體萃取技術的發展與應用
2.1超臨界流體萃取技術發展概況
超臨界流體最早於1822年由Cardin所發現。1850年，Andrews對二氧化碳的超臨界現象進行了研究，並於1869年在英國皇家學術會議上發表了超臨界實驗裝裡和超臨界實驗現象觀察一文。1869年，Amaget2對超臨界實驗裝裡進行了改進，將水銀柱下降到礦井底部，高達400atm。1891年，Calleit3用高達塔頂的水銀柱進行實驗。1879年，Hannay和Hosarth4在英國皇家學院首次發表了“超臨界流體能夠溶解低蒸汽壓固體物質”一文。早期超臨界流體的研究主要集中在相行為變化和溶劑性質上，Buchner和Prius就是其中的代表。二十世紀，由於鋼管超臨界萃取裝置的出現及人們對超臨界流體性質和萃取理論的進一步瞭解，超臨界萃取技術開始應用於化工、石油、醫藥、食品、化妝品等工業中。
我國超臨界萃取技術的研究起步較晚，始於 8 0 年代初，但是發展速度很快，在超臨界條件下的萃取、沉析及精餾等方面做了大量基礎研究，同時在萃取技術工藝、裝置等方面也進行了多項開發，但與世界發達國家相比，我國超臨界萃取技術尚存在一定差距，如超臨界萃取裝置還完全依賴於進口，國內還沒有超臨界技術生產廠家，超臨界萃取理論和應用研究還不夠深入等。.
2.2.超臨界流體萃取技術的應用
超臨界萃取技術是一門綜合性技術，它涉及化學、化學工程、機械工程等多方面知識和技術。上世紀70年代以來，美德等幾個發達國家便將研究中的超臨界萃取技術運用於生產中，隨後超臨界技術得到了不斷髮展。超臨界流體萃取技術應用的物件眾多，主要應用於高附加值，小處理量的產品，其中以食品、油脂、香料及色素最為熱門，其次為生物中有毒化合物的清除及農藥汙水處理等環保問題。隨著超臨界萃取技術的不斷髮展，食品、香料、醫藥、石油和煤炭等工業都出現了超臨界流體萃取技術的應用。如在食品工業中主要應用：微量成分的去除如咖啡、茶葉中脫除咖啡因;有效成分的萃取如咖啡中提取咖啡油;酒花中提取有效成分;分離和精製如甘油酯的分離，卵磷脂的精製。醫藥方面可用於酶、維生素等的精製回收、脂質混合物的分離精製、醫藥品原料的濃縮、精製、酵母、菌體生成物的萃取等。化學工業方面用於共沸物的分離、反應的原料回收等。除此之外，超臨界流體萃取技術還可用於煤炭工業、海水淡化、汙水處理等各個方面。
3.結語
超臨界流體萃取技術對環境汙染少、易於操作、使用溫度低、萃取收率高，因此成為各國關注的熱點。超臨界萃取技術是一種環保和可循壞利用萃取技術，符合現代發展的趨勢，具有廣闊的發展前景和巨大的市場。
我國資源豐富，超臨界流體萃取技術具有更廣泛的應用前景，隨著人們對環境保護的日益重視和綠色時代的要求，將進一步的促進超臨界流體技術的發展與應用。
參考文獻
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