化工原理——超臨界流體萃取技術_第1頁
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文檔簡介

1、目錄目錄1、基本定義2、萃取的原理和影響因素3、常見的幾種工藝流程4、技術應用及特點1、基本定義 超臨界流體(SCF),是指物質的壓力和溫度同時超過某臨界壓力(Pc)和臨界溫度(Tc)時的流體,即TTc,PPc,具有類似氣體的較強穿透力和類似于液體的較大密度和溶解度,具有良好的溶劑特性,可作為溶劑進行萃取、分離單體 (超臨界流體不是液體,也不是通常狀態下的氣體,是一種特定狀態的流體)超臨界流體萃取(SFE),是利用流體在臨界點附近所具有的特殊溶解性能而進行的一種化工分離過程。1、處于臨界點狀態的物質可實現從液態到氣態的連續過渡,兩相界面消失,汽化熱為零。2、超過臨界點的物質( TTc ),不論

2、壓力有多大,都不會使其液化,壓力的變化只引起流體密度的變化。常見的幾種超臨界流體參數2、萃取的原理和影響因素超臨界流體萃取分離技術是利用超臨界流體的溶解能力與其密度密切相關,通過改變壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅改變。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、沸點高低和相對分子質量大小不同的成分萃取出來。該技術方法將傳統的蒸餾和有機溶劑萃取結合一體,利用超臨界流體優良的溶劑力,將基質與萃取物有效分離、提取和純化。影響萃取的因素原料顆粒度、產品收率、CO2消耗之間關系=壓力 當溫度恒定時,溶劑的溶解能力隨著壓力的增加而增加。=溫度 當壓力較高時,較高的溫度可

3、獲得較高的萃取速率。一方面是物質的蒸汽壓隨著溫度的增加而增加,另一方面,傳遞速率隨溫度增加而增加。=物料顆粒度 顆粒過大,固體內傳質控制,萃取速率慢。在這種情況下,提高壓力對萃取速率影響不明顯。顆粒過小,細小的顆粒形成緊密的固體床層,影響傳質。=溶劑比 溶劑比大,溶劑循環量大;溶劑比小,萃取時間長。3.常見的幾種工藝流程等溫降壓過程是應用最方便的一種流程。流體經升壓后達到超臨界狀態,到達狀態點1,流體經換熱后進入萃取器與物料接觸,溶解溶質,此過程壓力保持不變,在狀態點2。然后萃取物料通過減壓進入分離器,到達狀態點3,此時由于減壓而使流體的溶解能力下降,溶質析出,減壓后的流體經壓縮后回到狀態點1

4、,進行下一個循環。等溫降壓過程等壓情況下,通過改變過程的溫度也能實現溶質的萃取和分離。但溫度對溶質溶解度的變化比較復雜,在轉變壓力以下,溫度增加溶解能力下降;在轉變壓力以上,溫度下降,溶解能力下降。等壓變溫過程在分離器內放置能吸附被萃取物的吸附劑,可實現等壓、等溫下的萃取和分離,此時壓縮機只用于克服循環阻力。但由于涉及到吸附劑的再生,故此流程適用于被萃取物較少的去雜質過程。使用吸附劑的過程超臨界流體中加入惰性氣體,如CO2中加入氮氣或氬氣可降低其溶解能力,達到分離溶質。此過程為恒溫、恒壓,但牽涉到混合氣體的分離回收。加入惰性氣體的過程4、技術應用及特點 優點:1.萃取效率高,收率較高;提取時間

5、快,生產周期短;2.可以有選擇地進行中藥中多種物質的分離,從而可減少雜質,使中藥有效成分高度富集,便于減小劑量和控制質量;3.操作溫度低,能較完好地保存中藥有效成分不被破壞,易發現新成分;4.以CO2流體為例,其具有抗氧化滅菌作用,有利于保證和提高天然物產品的質量;5.工藝流程簡單,操作方便,節省勞動力和大量有機溶劑,能耗低,無殘留溶劑,減少三廢污染;6.應用于分析或與GC、IR、MS、LC等聯用成為一種高效的分析手段,將其用于中藥質量分析,能客觀地反映中藥中有效成分的真實含量。局限性= 設備投資較高:高壓裝置和高壓設備,投資費用高,安全要求亦高。= 操作費用高:超臨界流體溶解度相對較低,故需要大量流體循環。= 超臨界萃取過程,處理的原料以固體物系居多,需要經常進行

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