超临界流体

物质是以气、液和固3种形式存在，在不同的压力和温度下可以进行相的转换。在温度高于某一数值时，任何大的压力均不能使该纯物质由气相转化为液相，此时的温度即被称之为临界温度Tc；而在临界温度下，气体能被液化的最低压力称为临界压力Pc。当物质所处的温度高于临界温度，压力大于临界压力时，该物质处于超临界状态。在压温图中，高于临界温度和临界压力的区域就称为超临界区，如果流体被加热或被压缩至其临界温度和临界压力以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体性质，同时还保留有气体性能，这种状态的流体称为超临界流体（SCF）。

超临界流体的密度与液体相近，其对溶质的溶解能力比临界点状态以下的要大，而粘度却接近与气体，自扩散系数通常是普通液体的100多倍，且几乎不存在表面张力。因此SCF的许多物理性质介于气体及液体之间，从而致使其具有良好的质量及热量传输性质（扩散性、粘度、热传导、热容）。此外，在临界点附近稍微改变温度及压力，其密度通常会发生较大的变化，利用超临界流体这一特性可改变溶质在其中的溶解度。超临界流体既具有气体的高扩散能力，又具有液体的强溶解能力的特点。

因此，超临界流体具有较好的流动性及传递性能，可被用作溶剂以替代传统有机溶剂。超临界二氧化碳是研究最广泛的流体，且已经应用到工业生产。

超临界萃取分离法的原理

SCF的密度对温度和压力的变化很敏感，而其溶解能力在一定压力范围内与其密度成比例，因此可以通过控制温度和压力来改变物质在SCF中的溶解度，特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变。

超临界萃取分离法的特点

优点

1) 通过调节温度和压力可全部或选择性地提取有效成分或脱除有害物质；

2) 选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度和无氧环境下操作，分离、精制热敏性物质和易氧化物质；

3) 临界流体具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提取有效成分；

4) 降低超临界相的密度，很容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回收溶剂无相变过程，能耗低；

5) 兼有蒸馏和萃取双重功能，可用于有机物的分离、精制。

不足

1) 高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏；

2) 高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求亦高；

3) 超临界流体中溶质浓度相对还是较低，故需大量溶剂循环；

4)超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。

超临界流体的选择