摘 要：本文阐释了超临界流体萃取（SFE）分离技术的原理、特点和应用。在萃取方面，SFE技术已展现出很大的优势，而作为其主要的萃取剂的CO2也具备突出的优越性。超临界萃取不但应用于诸多化工过程，在药品、食品、生物等各工业领域也有广泛的应用和良好的前景。
关键词：超临界流体;超临界萃取;CO2
Abstract：In this paper， a new separation technology， supercritical fluid extraction， is concerned. Its basic principle， characteristics and application are described. In many applications of extraction， SFE has shown great superiority， and CO2 as its main extractant also has outstanding advantages. Supercritical extraction is not only used in many chemical processes， but also has a wide range of applications and good prospects in medicine， food， biology and other industrial fields.
Key words：Supercritical fluid; Supercritical extraction; CO2
中图分类号：O658.2
1 超临界流体萃取技术的发展概况
20世纪50年代，美国的Todd和Elgin率先对超临界流体用于萃取分离的可能性给出了理论分析[1]。德国最早完成了其工业化，在1978年，世界上第一套超临界萃取工业化装置建成，用于从咖啡豆中提取咖啡因[2]。20世纪70年代末至80年代初，我国开始对超临界萃取技术进行研究并取得一定的成效，新世纪以来已实现多种产品的工业化生产[3]。由于具备反应条件温和、高效和洁净等优点，超临界萃取的技术手段在精细化工、医药工业、食品工业与环境等领域有长足的发展以及广阔的应用前景。
2 超临界萃取原理
在物质系统中，气相与液相的变化达到极限从而使宏观上相际传递停止的情况，称为气液平衡，气液平衡曲线的端点称为临界点。在流体的温度压力处于超过临界点的区域时，液体密度与饱和蒸汽密度相等，二者的界面消失，称流体处于超临界状态[4]。超临界流体可以认为是包含气体和液体的一种特殊状态，因而也同时具备类似二者的特殊性质。
处于超临界状态的流体具有密度大、黏度小、扩散系数居中的特征[5]。超临界流体萃取即是通过超临界流体接触待分离的物质，将其溶解，再利用温度和压力的改变来改变流体的溶解能力，实现产物与萃取剂分离的整个过程。
实现超临界萃取（SFE），溶剂的选取至关重要，要综合多方面因素，如溶解度与临界点数据等指标、溶剂的选择性及化学反应等。二氧化碳价格低廉，SFE状态下溶解度大，利于提升传质效率;而其临界压力与温度适中，提供了温和的操作条件。因此，目前绝大部分SFE过程都以CO2为溶剂，称为SC-CO2。
SC-CO2的溶解性能主要受到以下因子制约：①压力。压力升高引起SC-CO2密度和萃取能力的提高。
②温度。温度的影响是双方面的，温度升高会降低流体密度从而降低溶解度，却也增加了被萃取物质的挥发性，使萃取变得容易。③物理形态。流体物料在进行超临界萃取时，为提高效率，通常需要固体吸附剂的参与。④粒度。不同的物料有其合适的颗粒大小，一般越小越有利萃取，但粒度太小也易造成出口堵塞。
3 超临界萃取技术的优点和不足
3.1 优点
①操作温度低，这在萃取热敏性物质时优势明显。②得到的萃取物不会引入溶剂中有害人体的物质，同时减少了环境污染。③萃取的能耗低、效率高。④CO2气体便宜易得，无毒无臭，具备良好的安全性，又可以循环使用降低成本。⑤由于可以根据条件对压力和温度择一进行调节，故工艺简单。
3.2 不足
SFE存在着选择性不够高、难以提取含强极性物质和分子量较大物质等不足之处。这时通常需要引入含极性基团的夹带剂来改进。虽然这种措施可部分解决问题，但很难达到较好的效果，且会出现新的问题。
4 超临界萃取技术的应用
4.1 在化学工业中的应用
在化学工业中，SFE不仅广泛应用于各分离和精制过程，还应用于精细化学品粒度的调节，高分子材料的合成及其染色、加香、改性等方面。其在化学废水处理及吸附剂的再生方面的作用对环境保护意义重大。
4.2 在医药工业中的应用
医药工业中将其用于中草药有效成分（如马钱子碱、青蒿素）与热敏性药物（如叶酸、维生素B1）的分离与精制，还可以用于分离脂类混合物及某些天然抗菌成分。
4.3 在食品工业中的应用
在食品工业中，SFE主要应用于从鱼类、啤酒花、橘皮、海藻、调味品等物中提取有效成分;生物物质的液化;茶叶、烟叶中微量成分的除去及油脂除臭;维生素、色素、咖啡因、脂类、糖类与蛋白质等的提取;还可以用于溶解去除食品残渣。
4.4 在生物化工中的应用
在生物化工中，SFE不僅可应用于酶的精制、酶催化反应，还可以应用于淀粉及纤维素的水解。传统水解工艺转化率低、腐蚀性强、存在难治理的“三废”，可采用超临界的技术手段克服这些缺点。
参考文献：
[1]Johannsen M，Brunner G.Solubilitiy of the xanthines caffeine， theophylline and theobromine in supercritical carbon dioxide[J]. Fluid Phase Euilibr，1994（95）：215-226.
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[3]张 晓，张建新，束梅英.超临界流体萃取技术应用进展及前景展望[J].中国科技成果，2003（1）：17-23.
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