在現(xian)代(dai)化(hua)學(xue)工(gong)業(ye)與(yu)生(sheng)物技術(shu)領(ling)域中(zhong)，超(chao)臨界(jie)流體技術(shu)因(yin)其優(you)勢而(er)受到廣(guang)泛關註。其中，超(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)(Supercritical Fluid Extraction, SFE)技術(shu)尤(you)為突(tu)出，它(ta)不僅(jin)能夠(gou)高效(xiao)地(di)從(cong)植物(wu)、動物(wu)或(huo)礦(kuang)物中提(ti)取(qu)活(huo)性(xing)成(cheng)分，而(er)且(qie)具(ju)有(you)環保(bao)、無(wu)殘留等(deng)優(you)點，因(yin)此被(bei)廣(guang)泛應(ying)用(yong)於食品、醫藥(yao)、化(hua)妝(zhuang)品等多(duo)個(ge)行業(ye)。本文(wen)將重(zhong)點介(jie)紹(shao)超臨(lin)界(jie)萃取(qu)實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)的工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)、應(ying)用(yong)範圍以及未(wei)來發展(zhan)趨(qu)勢。
壹(yi)、超(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)的基本概念(nian)
超(chao)臨(lin)界(jie)流體是(shi)指物質處於其臨界(jie)點以上(shang)的壹(yi)種(zhong)狀態(tai)，在這(zhe)種(zhong)狀態(tai)下(xia)，物質既不是(shi)典型的液體也不是(shi)氣體，而(er)是(shi)擁有(you)液體的溶解(jie)能力和(he)氣(qi)體的擴(kuo)散(san)性(xing)的特(te)殊(shu)流(liu)體。常(chang)用(yong)的超臨界(jie)流體是(shi)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(CO2)，因(yin)為其臨界(jie)溫度(du)為31.1℃，臨界(jie)壓(ya)力為7.39MPa，相對(dui)容易達(da)到(dao)且(qie)安全(quan)無(wu)毒。當CO2處於(yu)超臨(lin)界(jie)狀態(tai)時(shi)，可(ke)以通(tong)過調(tiao)節壓(ya)力和(he)溫(wen)度來改變其密度(du)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)對(dui)不同(tong)物質的選(xuan)擇(ze)性(xing)萃(cui)取(qu)。
二(er)、超(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)的組(zu)成(cheng)與工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)
它(ta)主(zhu)要由(you)以下(xia)幾個(ge)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)：
高壓(ya)泵：用(yong)於將CO2壓(ya)縮至(zhi)超臨(lin)界(jie)狀態(tai)所(suo)需(xu)的壓(ya)力。
加(jia)熱(re)器：確保(bao)CO2達(da)到(dao)並(bing)維持在其臨界(jie)溫度(du)之(zhi)上(shang)。
萃(cui)取(qu)器：放(fang)置(zhi)待(dai)萃(cui)取(qu)物(wu)料(liao)的地方，通(tong)過超(chao)臨(lin)界(jie)CO2的作用(yong)實(shi)現(xian)目標(biao)化(hua)合物的提取(qu)。
分(fen)離器：降低(di)壓(ya)力使(shi)超(chao)臨界(jie)CO2恢復(fu)到常(chang)壓(ya)狀態，目標(biao)化(hua)合物隨之析出。
收(shou)集器：收(shou)集從(cong)分(fen)離器中(zhong)分(fen)離出(chu)來(lai)的目標(biao)產(chan)物。
冷凝回(hui)收(shou)系(xi)統：用(yong)於回(hui)收(shou)循(xun)環使(shi)用(yong)的CO2，減少成(cheng)本並(bing)提(ti)高效(xiao)率(lv)。
整(zheng)個過(guo)程大(da)致(zhi)如下(xia)：首(shou)先，通(tong)過高壓(ya)泵將CO2壓(ya)縮至(zhi)超臨(lin)界(jie)狀態(tai)，並(bing)通(tong)過加(jia)熱(re)器加(jia)熱(re)；隨後，超(chao)臨界(jie)CO2進入(ru)萃取(qu)器與(yu)待(dai)處(chu)理物料接觸，溶解(jie)目標(biao)成(cheng)分；之(zhi)後，混合物流(liu)入(ru)分離器，在這(zhe)裏壓(ya)力降低(di)，CO2恢復(fu)到氣(qi)態，目標(biao)成(cheng)分則(ze)被(bei)分(fen)離出(chu)來(lai)；最後(hou)，目標(biao)成(cheng)分被(bei)收(shou)集，而(er)CO2則通(tong)過冷(leng)凝(ning)回(hui)收(shou)系(xi)統回(hui)收(shou)再(zai)利(li)用(yong)。
三、超臨界(jie)萃取(qu)的應(ying)用(yong)領域
超(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)技術(shu)因(yin)其高效(xiao)、環保(bao)的特(te)點，在多(duo)個(ge)領域展(zhan)現(xian)出(chu)廣(guang)闊的應(ying)用(yong)前景：
食品工(gong)業(ye)：用(yong)於天然色(se)素(su)、香(xiang)料(liao)及功(gong)能(neng)性(xing)成(cheng)分的提取(qu)，如(ru)從(cong)辣(la)椒(jiao)中(zhong)提取(qu)辣(la)椒(jiao)素(su)、從(cong)茶(cha)葉中(zhong)提取(qu)茶(cha)多(duo)酚等。
醫藥(yao)行(xing)業(ye)：用(yong)於藥(yao)物(wu)活(huo)性(xing)成(cheng)分的提取(qu)，如(ru)從(cong)銀(yin)杏(xing)葉中(zhong)提取(qu)黃酮類(lei)化(hua)合物，從(cong)人(ren)參(can)中提(ti)取(qu)人(ren)參(can)皂苷(gan)等。
環境(jing)治理：可(ke)用(yong)於廢水(shui)處理(li)中的重金屬去(qu)除、土壤(rang)修(xiu)復(fu)中的有(you)機汙(wu)染(ran)物脫(tuo)除等。
精細化(hua)工(gong)：用(yong)於合成(cheng)材(cai)料、催化(hua)劑(ji)等高附加值(zhi)產(chan)品的制(zhi)備(bei)。
四(si)、超(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)技術(shu)的發展(zhan)趨(qu)勢
隨著科(ke)技的進步(bu)和社(she)會需求(qiu)的變化(hua)，超臨(lin)界(jie)萃取(qu)技術(shu)正(zheng)朝著更加精細化(hua)、智能(neng)化(hua)的方向(xiang)發展(zhan)。例(li)如(ru)，通(tong)過優(you)化(hua)裝置(zhi)設(she)計(ji)提高萃(cui)取(qu)效(xiao)率(lv)和(he)選(xuan)擇(ze)性(xing)；開發新(xin)型(xing)超(chao)臨界(jie)流體以適應(ying)更多(duo)種(zhong)類(lei)的目標(biao)物(wu)質；結(jie)合在線監(jian)測技術(shu)實(shi)現(xian)過(guo)程控(kong)制(zhi)的自(zi)動(dong)化(hua)等。此(ci)外，隨著人(ren)們對(dui)健康(kang)和(he)環境(jing)保(bao)護(hu)意(yi)識(shi)的增強，超(chao)臨界(jie)萃取(qu)作(zuo)為壹(yi)種(zhong)綠色(se)高效(xiao)的提取(qu)方法，其應(ying)用(yong)範圍有(you)望(wang)進(jin)壹(yi)步(bu)擴(kuo)大(da)。
總(zong)之，超(chao)臨界(jie)萃取(qu)實(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)作(zuo)為超臨(lin)界(jie)流體技術(shu)的重要組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，不僅(jin)體現(xian)了科(ke)學(xue)技術(shu)的魅(mei)力，也為人(ren)類(lei)社會的發展(zhan)帶(dai)來(lai)了新(xin)的動力。未(wei)來，隨著研(yan)究的深入(ru)和技術(shu)的進步(bu)，我們(men)有(you)理由(you)相信(xin)，超(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)技術(shu)將在更多(duo)領(ling)域展(zhan)現(xian)其價(jia)值。
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更新(xin)時(shi)間(jian)：2024-10-21 
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