超臨界流體

1.概述

    隨著環境的溫度和壓力變化，任何一種物質都存在三種相態-氣相，液相，固相，三相成平衡態共存的點叫三相點.液，氣兩相成平衡狀態的點叫臨界點.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于其臨界點的流體，常用來制備成的超臨界流體有二氧化碳，氨，乙烯，丙烷，丙烯，水等.物體處于超臨界狀態時，由于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

2.超臨界流體的特性

    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，使得超臨界流體能夠迅速滲透進入微孔隙的物質.因此用于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系，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.當物質處于超臨界狀態時，成為性質介于液體和氣體之間的單一相態，具有和液體相近的密度，黏度雖高于氣體但明顯低于液體，擴散系數為液體的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，極性和介電常數隨著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，對應各壓力范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，然后借助減壓，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，并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.

3.常見的超臨界流體

    照理來說，任何物質應該都能夠變成超臨界狀態，但是有些物質的臨界壓力以

　　相 密度ρc (g/cm3) 黏度(Pa s) 擴散系數(cm2/s)

　　氣體 10-3 10-5 10-1

　　超臨界流體 0.1~0.5 10-4~10-5 10-3

　　液體 10-3 10-3 10-5