超临界流体技术研究进展

龙源期刊网超临界流体技术研究进展作者：徐双陈梦来源：《现代企业文化·理论版》2010年第14期摘要:流体技术在萃取、化学反应、材料制备等方面有广泛的应用。文章针对超临界流体(SFE)技术在化工、轻工、食品、石油、环保等各行业的实际应用进行了介绍。关键词:超临界流体(SFE);萃取;分离提取流体处于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上状态时,流体性质介于气体和液体之间,兼有气体、体的双重特点,密度接近于液体,而粘度近似于气体,扩散系数是液体的近百倍,因而它具有很强的溶解能力和良好的流动性及传递性,其密度对温度和压力的变化非常敏感,在临界点附近变化尤为显著。目前在超临界条件下的萃取、精馏、沉析、色谱和反应等方面都有研究,并开始应用于化工、轻工、食品、石油、环保等各行业。一、在食品行业中的应用SC-C02最早应用在食品方面,实现工业化。现在萃取工艺应用较多的领域有:从大豆中提取豆油,从烟草中提取尼古丁,从咖啡豆中提取咖啡因,从可可豆中提取可可脂,从鱼油中提取DHA和EPA,从蛋黄中提取胆固醇,还用于奶脂脱除胆固醇、食品脱臭、食品杀菌等方面。用SC-CO2从咖啡豆脱除咖啡因、从啤酒花萃取酒花浸膏的大规模工业化装置在德、美、日等地投产。中科院广州化学所和南方面粉厂联合开发的我国第一套SC-CO2萃取工业化装置于1994年投产,主要萃取小麦胚芽油。二、在医药工业中的应用在中药成分的提取方面超临界流体应用广泛。从动植物中提取有效药用成分、药用成分分析及粗品的浓缩精制等,尤其是生化药品的提纯、干燥、造粒、制缓释丸等方面应用广泛。如从黄芬根、西番莲叶、月见草种子中萃取贝加因、类黄酮和月见草油,从长春花、红花中萃取长春碱和红花贰等。此外还有报道利用SFE技术提取生物碱、鸦片、甘油酯、春黄菊油的研龙源期刊网究以及从菊花根中获得除虫菊酯等。中药的传统服用方法是加水煎熬,制成口服或外用药液。但是加热会使某些热敏性有效成分受热破坏,降低疗效。然而采用SFE技术,可从中草药中提取高含量的有效成分。三、在化学工业方面的应用SFE技术在石蜡族、芳香族、环烷族等的同素物分离精制方面应用很多。SFE技术还成功地用于己内酰胺、己二酸、DMT(二甲基色胺)等水溶液的脱水、回收有机物,特别是可分离醇-水共沸混合物。超临界流体用于乙烯基环己烯和异沸尔酮的氢化反应,定量的化率、产物少且使催化剂的使用寿命延长的目标。采用SFE技术可从油渣中脱除沥青和重金属,分离纯油速度快。从褐煤加氢产品渣中可获得45%的燃油,而用其他方法是难以达到的。SCF还可萃取煤中的石蜡、杂酚、煤焦油等成分。四、材料制备在超临界流体中制备与在普通溶剂中制备,得到的晶形、颗粒度、抗烧结能力等性质相差很大。在超临界流体中得到小的,高度微晶化的颗粒;而在常用溶剂中则得到团聚或非晶态的颗粒,制备出来的颗粒粒径范围较宽,材料不能达到理想效果。五、环境保护方面的应用在三废处理及环境监测上有很大潜力。针对污物处理方法不同,有直接采用萃取污染物的一步法,其萃取物有高级脂肪醇、芳香族化合物、醋醚、醛及有机氯化物、重金属物质,还有用树脂吸附污染物后再利用此技术再生吸附剂的二步法。还有通过超临界水氧化法将污染物分解成小分子的无毒组分的反应分离法。如超临界水中进行聚苯乙烯泡沫的降解反应,使其降解为油状产物。此项技术为制理白色污染提供了经济、快捷的方法。在监测环境污染程度时,利用萃取植物或动物体内组织成分中的有毒物,或从土壤及大气中测定污染物。龙源期刊网六、结语超临界流体技术发展速度很快,国外已有很多工业化装置,我国工业化速度还不能与发达国家相比,但在我国此项技术也已取得了长足进步。应用超临界流体技术的领域越来越广,其潜在的应用正在等待我们的进一步开发。我国有丰富的天然资源,采用超临界技术分离提取天然资源的有效成份是大家都非常关心的,与常规溶剂相比更加天然。与之相关的粮油产品加工、中药的精加工、精细化工材料制造等都期待着技术的产业化。参考文献[1]胡红旗,陈鸣才,等,超临界CO2的性质及其在高分子科学中的应用[J],化学通报,1997,(12)[2]王少芬,魏建谟,超临界二氧化碳中的化学反应[J]应用化学,2001,(18)[3]张镜澄,超临界流体萃取[M],北京:化学工业出版社,2000[4]索尔·诺曼·卡茨,美国通用食品公司,用超临界流体除去咖啡因的方法(CN:1036125A)[P],1989[5]张镜澄,中科院广州化学所,广州南方面粉厂,超临界(或液体)CO2萃取和精制小麦胚芽油(CN:1066874A)[P],1992[6]武练增,中科院山西煤化所,超临界C02萃取沙棘油(CN:1031108A)[P],1989[7]雷小刚,梁意红,张天喜,等,超临界流体萃取工艺与装置的研究开发[J],化工机械,1995,(22)[8]朱海,超临界流体萃取工厂的工艺和设备设计[A],全国超临界流体技术学术及应用研讨会论文集[c]1996