1、萃取劑

超臨界萃取所用的萃取劑為超臨界流體。

超臨界流體是介于氣液之間的一種既非氣態(tài)又非液態(tài)的物態(tài)，這種物質(zhì)只能在其溫度和壓力超過臨界點時才能存在。

超臨界流體的密度較大，與液體相仿，而它的粘度又較接近于氣體。因此超臨界流體是一種十分理想的萃取劑。

2、超臨界流體的溶劑強度取決于萃取的溫度和壓力利用這種特性，只需改變萃取劑流體的壓力和溫度，就可以把樣品中的不同組分按在流體中溶解度的大小，先后萃取出來。

（1）在低壓下弱極性的物質(zhì)先萃取，隨著壓力的增加，極性較大和大分子量的物質(zhì)與基本性質(zhì)，所以在程序升壓下進行超臨界萃取不同萃取組分，同時還可以起到分離的作用。

（2）溫度變化體現(xiàn)在影響萃取劑的密度與溶質(zhì)的蒸汽壓兩個因素，在低溫區(qū)（仍在臨界溫度以上），溫度升高降低流體密度，而溶質(zhì)蒸汽壓增加不多，因此，萃取劑的溶解能力時的升溫可以使溶質(zhì)從流體萃取劑中析出，溫度進一步升高到高溫區(qū)時，雖然萃取劑的密度進一步降低，但溶質(zhì)蒸汽壓增加，揮發(fā)度提高，萃取率不但不會減少反而有增大的趨勢。

（3）除壓力與溫度外，在超臨界流體中加入少量其他溶劑也可改變它對溶質(zhì)的溶解能力。其作用機理至今尚未完全清楚。通常加入量不超過10％，且以極性溶劑甲醇、異丙醇等居多。加入少量的極性溶劑，可以使超臨界萃取技術(shù)的適用范圍進一步擴大到極性較大化合物。

二、超臨界萃取的實驗裝置與萃取方式

1、超臨界萃取的實驗裝置

多功能超臨界多元流體分步萃取、重組萃取、有毒物成份萃取囘收、超低微量成份萃取回收、精餾、萃取精餾、逆溛萃取、液液萃取、萃取冷凍結(jié)晶、多元溶媒的全封閉循環(huán)系統(tǒng)以及保健食品的膨化、脫色、脫硫、脫腥異味、著色、加香等的精制加工工業(yè)試驗裝置。

單純超臨界CO2萃取成套設備

2、超臨界流體萃取的流程如附圖所示，它包括：

（1）超臨界流體發(fā)生源，由萃取劑儲瓶、高壓泵及其他附屬裝置組成，其功能是將萃取劑由常溫壓態(tài)轉(zhuǎn)化為超臨界流體。

（2）超臨界流體萃取部分，由樣品萃取管及附屬裝置組成，處于超臨界態(tài)的萃取劑在這里將被萃取的溶質(zhì)從樣品基質(zhì)中溶解出來，隨著流體的流動，使含被萃取溶質(zhì)的流體與樣品基體分開。

（3）溶質(zhì)減壓吸附分離部分，由噴口及吸收管組成，萃取出來的溶質(zhì)及流體，必須由超臨界態(tài)經(jīng)噴口減壓降溫轉(zhuǎn)化學常溫常壓態(tài)，此時流體揮發(fā)逸出，而溶質(zhì)在吸收管內(nèi)多孔填料表面，用合適溶劑洗吸收管，就可把溶質(zhì)洗脫收集備用。高壓泵--萃取管--吸收管--收集器--超臨界流體鋼瓶--溶劑洗脫泵

2、超臨界萃取的方式

超臨界流體萃取的方式可分為：

a、動態(tài)法：簡單、方便、快速，特別適合于萃取在超臨界流體萃取劑中溶解度很大的物質(zhì)，而且樣品基體又很容易被超臨界流體滲透的場合。

b、靜態(tài)法：適合于萃取與樣品基體較難分離或在萃取劑流體內(nèi)溶解度下大的物質(zhì)，也適合于樣品基體較為致密、超臨界流體不易滲透的場合，但萃取速度較慢。

三、超臨界流體及萃取條件的選擇

1、超臨界流體的選擇

基本原理為：

CO2的臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）分別為31.05℃和7.38MPa，當處于這個臨界點以上時，此時的CO2同時具有氣體和液體雙重特性。它既近似于氣體，粘度與氣體相近；又近似于液體，密度與液體相近，但其擴散系數(shù)卻比液體大得多。是一個優(yōu)良的溶劑，能通過分子間的相互作用和擴散作用將許多物質(zhì)溶解。同時，在稍高于臨界點的區(qū)域內(nèi)，壓力稍有變化，即引起其密度的很大變化，從而引起溶解度的較大變化。因此，超臨界CO2可以從基體中將物質(zhì)溶解出來，形成超臨界CO2負載相，然后降低載氣的壓力或升高溫度，超臨界CO2的溶解度降低，這些物質(zhì)就沉淀出來（解析）與CO2分離，從而達到提取

分離的目的。

不同的物質(zhì)由于在CO2中的溶解度不同或同一物質(zhì)在不同的壓力和溫度下溶解狀況不同，使這種提取分離過程具有較高的選擇性。

CO2是目前用得最 多的超臨界流體，它不但是很強的溶劑，可以萃取食品加工中范圍很廣的化合物，而且相對來說，性質(zhì)穩(wěn)定，價格便宜，無毒，不燃燒，可循環(huán)使用。因此特別適用于萃取揮發(fā)和熱敏性物質(zhì)。與傳統(tǒng)溶劑正己烷、二氯甲烷相比，具有顯著的優(yōu)越性。

從溶劑強度考慮，超臨界氨氣是最 佳選擇，但氨很易與其他物質(zhì)反應，對設備腐蝕嚴重，而且日常使用太危險。超臨界甲醇也是很好的溶劑，但由于它的臨界溫度很高，在室溫條件下是液體，提取后還需要復雜的濃縮步驟而無法采用，低烴類物質(zhì)因可燃易爆，也不如CO2那樣使用廣泛。

2、萃取條件的選擇

萃取條件的選擇有幾種情況：

（1）是用同一種流體選擇不同的壓力來改變提取條件，從而提取出不同類型的化合物；

（2）是根據(jù)提取物在不同條件下，在超臨界流體中的溶解性來選擇合適的提取條件；

（3）是將分析物沉積在吸附劑上，用超臨界流體洗脫，以達到分類選擇提取的目的；

（4）是對極性較大的組分，可直接將甲醇加入樣品中，用超臨界CO2提取，或者用另

一個泵按一定比例泵入甲醇與超臨界CO2，來達到增加萃取劑強度的目的。

影響萃取效率的因素除了萃取劑流體的壓力、組成、萃取溫度外，萃取過程的時間及吸收管的溫度出會影響到萃取及收集的效率，萃取時間取決于兩個因素：

（1）是被萃取物在流體中的溶解度，溶解度越大，萃取效率越高，速度也越快；

（2）是被萃取物質(zhì)在基體中的傳質(zhì)速率越大，萃取越完全，效率也越高。收集器或吸收管的溫度也會影響到回收率，降低溫度有利于提高回收率。

超臨界流體減壓后，用于收集提取物的方法主要有兩類：

（1）離線SFE：操作簡單，只需要了解提取步驟，樣品提取物可用其他合適的方法分析。

（2）在線SFE或聯(lián)機SFE：不僅需要了解SFE，還要了解色譜條件，而且樣品提取物不適用于其他方法分析，其優(yōu)點主要是消除了提取和色譜分析之間的樣品處理過程，并且由于是直接將提取物轉(zhuǎn)移到色譜柱中而有可能達到最 大的靈敏度。

三、超臨界流體萃取在食品工業(yè)的應用實例

超臨界流體萃取在食品中的應用，主要是近20年的事情。在食品加工中，幾乎都采用CO2作為萃取劑。

1、植物油的萃?。ù蠖?、向日葵、可可、咖啡、棕櫚等的種子）

2、動物油的萃取（魚油、肝油等）

3、從茶、咖啡中脫除咖啡 因，啤酒花的萃?。上r(nóng)藥的污染）

茶葉中富含咖啡 因，約占干物量的2%~5%，咖 啡因是一種生物堿，對人體新陳代謝有著廣泛的影響，有些是有益的，有些就是不很合乎需要，過量消費咖 啡因會影響健康，有些人吃進很少的咖 啡因也受不了。

早在50年代就出現(xiàn)了脫咖啡 因紅茶，起初都是使用有機溶劑法，該方法會改變茶葉的色、香、味、形，尤其是不可避免地存在有機溶劑殘留。隨著超臨界流體萃取技術(shù)研究應用的深入，人們轉(zhuǎn)而使用超臨界CO2萃取技術(shù)來生產(chǎn)脫咖啡 因紅茶。

4、食品的脫脂（無脂淀粉、油炸食品等）

5、香料的萃取

6、植物色素的萃取及各種物質(zhì)的脫色、脫臭超臨界CO2的性質(zhì)與正己烷的極性相似，因此特別適于萃取脂溶性成分。如β-胡蘿卜素、辣椒紅素、煙脂樹橙、葉黃素等。此外，通過使用不同的夾帶劑，可以改變CO2的極性，從而使萃取范圍擴大。

利用超臨界CO2萃取海藻中的胡蘿卜素。用丙酮作夾帶劑，可提高萃取率。

一、氫氣發(fā)生器原理

以二次蒸餾水為原料，添加10%KOH作為電解質(zhì)，產(chǎn)生99.999%的高純氫氣.電解質(zhì)采用新型恒流開關(guān)電源，根據(jù)用戶實際用氣量調(diào)節(jié)輸出電流，從而實現(xiàn)流量自動跟蹤.并設有過壓保護裝置，確保使用絕dui安全。

二、氮氣發(fā)生器基本原理

采用現(xiàn)代燃料電池技術(shù)，先將空氣中的O2在外加電源的作用下與H2O反應生成OH-，然后在電場力作用下，實現(xiàn)氣液分離，最后將OH-還原成O2和H2O，從而將空氣中的N2和O2分離。

化學式：O2+2H2O+4e=4OH-

由于采用了優(yōu)化設計的催化劑，使用提純后的N2中殘氧量極低（3ppm以下），如再經(jīng)過后期脫氧處理，殘養(yǎng)量可進一步降低1ppm以下，因此可以滿足各種檢測器對載氣純度的要求。

其它微量雜質(zhì)如CO、H2O等采用物理吸附方法去除。

三、特點

1.使用安全

使用時氣壓低，關(guān)機后殘余氣量少，并有過壓保護裝置，使用絕dui安全；

2.操作方便

隨開隨關(guān)，免除搬運之苦，真正一勞永逸；

3.成本低廉

氫氣發(fā)生器使用過程中只消耗蒸餾水，最da功率150VA；氮氣發(fā)生器只消耗空氣（需另接空氣源），最da功率100VA；

4.結(jié)構(gòu)緊湊

外觀優(yōu)美，占地面積小，使實驗室實現(xiàn)儀器化；

四、三氣發(fā)生器使用注意事項

1.開機順序：

①檢察氮氣開關(guān)閥處于“關(guān)”位置（向內(nèi)）；

② 打開空氣源開關(guān)，空氣和氮氣壓力逐漸上升；

③ 待空氣，氮氣壓力升至0.35MPa時，打開氫氣和氮氣電源開關(guān)；

④待氮氣排空30分鐘以后，打開氮氣開關(guān)閥，此時氮氣流量由氣相色譜儀控制；氫氣在流量指示為“000”后可以使用，流量也由氣相色譜儀控制；

2.關(guān)機順序：

關(guān)機順序剛好相反，即先關(guān)氮氣開關(guān)閥，再依次關(guān)氮氣，氫氣和空氣電源開關(guān)。

單獨使用氫氣時，應先開空氣電源開關(guān)；單獨使用氮氣時，也需同時打開氫氣電源開關(guān)。

注意液體高度，在接近下限時應及時添加蒸餾水，但不要超過上限.建議每半年更換一次電解質(zhì).請勿在無液狀態(tài)下開啟氮氣或氫氣電源開關(guān)！

注意干燥管內(nèi)變色硅膠的顏色（儀器背部左下方的變色硅膠也要注意觀察），變?yōu)榉奂t色后應及時更換，方法參見說明書。

在空氣潮濕的季節(jié)，空氣儲氣罐中會有少量殘留水分，可以從儀器背部的"放液口"排出.方法是:在儀器停止工作后，將防液口的密封螺母松開，利用氣罐中的空氣壓力將水分壓出，完畢后將密封螺母重新擰好。

在維護儀器時，如需降壓，應通過色譜或氣源上的流量閥排氣，請勿直接從接頭處放氣，以免壓力突然降低，損壞氣路元件。