补充超临界详解.ppt

9 超临界流体萃取法;超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,SFE）也称为： 气体萃取（Gas Extraction） 流体萃取（Fluid Extraction） 稠密气体萃取（Dense Gas Extraction） 蒸馏萃取（Destraction） 压力流体萃取（Pressure Fluid Extraction） ; 超临界流体萃取法：利用超临界流体（SCF），即其温度和压力略超过或靠近临界温度（Tc）和临界压力（Pc）,介于气体和流体之间的流体作为萃取剂，从固体或流体中萃取出某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和提纯目的。 ; 超临界流体萃取（SCFE）：是介于蒸馏和液-液萃取过程之间。是利用临界或超临界状态的流体，使被萃取的物质在一定的蒸汽压力下所具有的不同化学亲和力和溶解能力进行分离纯化的操作。此过程同时利用了蒸馏和萃取的现象—蒸汽压和相分离均在起作用。 ;SCE优点缺点;;内容;9.1超临界流体的性质： 超临界流体：是指温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力。然而其扩散系数又接近于气体，是通常液体的近百倍,因此超临界流体萃取具有很高的萃取速度。另外，该流体随着温度与压力的连续变化，对物质的萃取具有选择性，而且萃取后分离也很容易。; 超临界二氧化碳萃取流程图;9.1.1 超临界流体的ρ -T-P性质 在临界区的附近，压力和温度的微小变化，引起流体的密度大幅度的变化。而非挥发性溶质在超临界流体中的溶解度大致上和流体的密度成正比。超临界流体萃取正是利用了这个特性，形成了新的分离过程。 ;返回;返回;9.1.2 超临界流体的传递特性 溶质在超临界流体中的分配平衡及萃取动力学与超临界流体的粘度和扩散系数有关。 临界流体的密度和液体相近，粘度和气体相近，其扩散系数比液体大100倍。这些性质决定了超临界萃取比常规的液体萃取的压降要低，完成传质，达到平衡要快，分离效果要好。 ;9.1.3 超临界流体的选择性 为了使超临界流体萃取过程能进行有效的分离或除去微量杂质，必须要求SCF中的溶剂有良好的选择性，提高溶剂选择性的基本原则是： 操作温度和SCF的临界温度接近。 超临界流体的化学性质和待分离溶质的化学性质接近。 若两条原则基本符合，效果就较理想。若符合程度降低，效果就会递减。 ;返回;9.1.4 超临界流体的溶解能力 超临界流体的溶解能力与ρ有很大关系。而ρ又与体系的T、P有明显影响，所以T、P的变化，就会直接改变其溶解能力。 ρ—T关系： 当P10Mpa时，T↑→萘的S↑。 当P10Mpa时，T↑→CO2的ρ↓→萘的S↓。; 物质在超临界流体中的溶解度C与超临界流体ρ的之间的关系： lnc=m·lnρ+常数 其中m为正数，常数值和m值与萃取剂与溶质的化学性质有关。 ;返回;强调： ⑴超临界流体的溶解能力随着其密度的增大而提高，因此通过改变超临界流体的密度，可以将分离的物质萃取和分离。 ⑵在接近临界点处只要温度和压力有微小的变化，溶解度和ρ有很大的改变。 ⑶萃取过程中，萃取剂易除去，不造成污染。 ⑷所选用的萃取剂，其TC不高也不低，适合于热敏性或易氧化的成份。 ⑸需要高压设备。 ;9.1.5 超临界流体的选定 作为萃取剂的超临界流体必须具备以下条件： ．萃取剂需具有化学稳定性，对设备没有腐蚀性。 ．临界T不能太高或太低，最好在室温附近或操作温度附近。 ．操作温度应低于被萃取溶质的分解温度或变性温度。 ．Crit.P不能太高，可节约压缩动力费。 ．选择性要好，容易得到高纯度制品。 ．溶解度高，可以减少溶剂的循环量。 ．萃取剂要容易获得，价格要便宜。 ．无毒 最常用的是CO2：Crit.t=31.1,Crit.P=7.38Mpa,Critρ=0.460g/cm3, ;返回;9.1.6 夹带剂 单一组分的超临界溶剂有较大的局限性，其缺点是： 某些物质在纯超临界流体中溶解度很低，如超临界CO2只能有效地萃取亲脂性物质，对糖、氨基酸等极性物质，在合理的温度与压力下几乎不能萃取。 选择不高，导致分离效果不好。 溶质溶解对T、P的变化不够敏感，使溶质从SCF中分离出来时耗量的能量增加。 针对以上问题，在纯流体溶剂中加入与被萃取物亲和力强的组分，以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度，这类物质称为夹带剂。 ;返回;夹带剂可分为两类： 一是非极性夹带剂，二是极性夹带剂。 夹带剂的作用： ⑴影响溶剂的密度。 ⑵溶质与夹带剂分子间的相互作用。 ;9.2 超临界流体萃取过程 分离溶质和SCF的方法： 1．低靠压力变化萃取