超臨界CO2溶劑檢視原始碼討論檢視歷史
| 超臨界CO2溶劑 |
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隨着環境的溫度和壓力變化，部分物質存在三種相態-氣相，液相，固相，三相成平衡態共存的點叫三相點.液，氣兩相相界面消失的狀態點叫超臨界點.在臨界點時的溫度和壓力稱為臨界溫度和臨界壓力，不同的物質其臨界點的壓力和溫度各不相同。超臨界流體(Super Critical fluid，簡稱SCF)是指溫度和壓力均高於其臨界點的流體，常用來製備成的超臨界流體有二氧化碳，氨，乙烯，丙烷，丙烯，水等。物體處於超臨界狀態時，由於氣液兩相性質非常相近，以致無法清楚分別，所以稱之為「超臨界流體」
基本信息
中文名稱； 超臨界二氧化碳溶劑
外文名稱； Supercritical carbon dioxide solvent
分類； 溶劑
定義； 超臨界
發展歷程
超臨界流體具有溶解其他物質的特殊能力，1822年法國醫生Cagniard首次發表物質的臨界現象，並在1879即被Hannay和Hogarth二位學者研究發現無機鹽類能迅速在超臨界乙醇中溶解，減壓後又能立刻結晶析出.但由於技術，裝備等原因，時至20世紀30年代，Pilat和Gadlewicz兩位科學家才有了用液化氣體提取「大分子化合物」的構想.1950年代，美，蘇等國即進行以超臨界丙烷去除重油中的柏油精及金屬，如鎳，釩等，降低後段煉解過程中觸媒中毒的失活程度，但因涉及成本考量，並未全面實用化.1954年Zosol用實驗的方法證實了二氧化碳超臨界萃取可以萃取油料中的油脂.此後，利用超臨界流體進行分離的方法沉寂了一段時間，70年代的後期，德國的Stahl等人首先在高壓實驗裝置的研究取得了突破性進展之後，「超臨界二氧化碳萃取」這一新的提取，分離技術的研究及應用，才有實質性進展;1973及1978年第一次和第二次能源危機後，超臨界二氧化碳的特殊溶解能力，才又重新受到工業界的重視.1978年後，歐洲陸續建立以超臨界二氧化碳作為萃取劑的萃取提純技術，以處理食品工廠中數以千萬噸計的產品，例如以超臨界二氧化碳去除咖啡豆中的咖啡因，以及自苦味花中萃取出可放在啤酒內的啤酒香氣成分.超臨界流體萃取技術近30多年來引起人們的極大興趣，這項化工新技術在化學反應和分離提純領域開展了廣泛深入的研究，取得了很大進展，在醫藥，化工，食品及環保領域成果纍纍.
產品特性
超臨界流體具有類似氣體的擴散性及液體的溶解能力，同時兼具低黏度，低表面張力的特性，如表1所示，使得超臨界流體能夠迅速滲透進入微孔隙的物質.因此用於萃取時萃取速率比液體快速而有效，尤其是溶解能力可隨溫度，壓力和極性而變化.
超臨界流體萃取分離過程是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關係，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的.當物質處於超臨界狀態時，成為性質介於液體和氣體之間的單一相態，具有和液體相近的密度，黏度雖高於氣體但明顯低於液體，擴散係數為液體的10~100倍，因此對物料有較好的滲透性和較強的溶解能力，能夠將物料中某些成分提取出來.
在超臨界狀態下，將超臨界流體與待分離的物質接觸，使其有選擇性地依次把極性大小，沸點高低和分子量大小的成分萃取出來.同時超臨界流體的密度，極性和介電常數隨着密閉體系壓力的增加而增加，利用預定程序的升壓可將不同極性的成分進行分步提取.當然，對應各壓力範圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以通過控制條件得到最佳比例的混合成分，然後藉助減壓，升降溫的方法使超臨界流體變成普通氣體或液體，被萃取物質則自動完全析出，從而達到分離提純的目的，並將萃取與分離兩過程合為一體，這就是超臨界流體萃取分離的基本原理.[1]