制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备3超临界萃取.pptVIP

* 8.超临界萃取试验 * 8.超临界试验 * 小 结 1 萃取的分类及其特点； 2 分配定律与分配平衡； 3 弱电解质的分配平衡； 4 化学萃取； 5 有机溶剂的选择； 6 乳化现象； * 预习 P17-24 * Thank you for your join * 制药反应工程基础与设备 分离工程基础与设备 江苏大学制药工程原理与设备教学课件 * （三）超临界流体萃取 1.概述 2.超临界萃取的工艺流程图 3.超临界萃取工艺特点 4.超临界萃取剂的选择原则 5.超临界CO2流体的性质 6.超临界CO2萃取的工艺流程 7.超临界CO2萃取的影响因素 8.超临界试验 * 1. 概 述 1) 超临界流体（supercritical fluid，SCF或SF） 指处于临界温度和临界压力上，物理性质介于气体和液体之间的一种流体。 * 2) 超临界流体主要特性 ⑴超临界流体的密度接近于液体。由于溶质在溶剂中的溶解度一般与溶剂的密度成比例，使超临界流体具有与液体溶剂相当的萃取能力。 ⑵超临界流体的扩散系数介于气态与液态之间，其粘度也接近于气体。超临界流体的传递性质类似气体，其在超临界萃取时的传递速率远大于其处于液态下的萃取速率。 ⑶当流体状态接近超临界区时，蒸发也会急剧下降，至超临界点处则气-液相界面消失，蒸发焓为零，比热容也变为无穷大。因而在超临界点附近进行分离操作比在气-液平衡区进行分离操作更有利于传热和节能。 ⑷流体在其超临界点附近的压力或温度的微小变化都会导致流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化，该特性是超临界萃取工艺的设计基础。 * 超临界流体与气体、液体的比较 * 2. 超临界萃取的工艺流程图 首先使溶剂通过升压装置达到超临界状态，而后超临界流体进入萃取器与里面的原料接触而进行超临界萃取；溶解于超临界流体中的萃取物随流体离开萃取器后再通过降压阀进行节流膨胀以便降低超临界流体的密度，从而使萃取物与溶剂能在分离器内得到分离。然后再使溶剂通过泵或压缩机加压到超临界状态并重复上述萃取分离步骤，流体循环直接达到预定的萃取率。 萃取釜 CO2 热交换器 压缩机或泵 过滤器 分离釜 热交换器 * 3.超临界萃取工艺特点 ⑴ 超临界萃取兼具精馏和液液萃取的特点 由于溶质的蒸气压、极性、分子量大小是影响溶质在超临界流体中溶解度的重要因素，使在萃取过程中被分离物质间挥发性的差异和它们分子间亲和力的不同两种因素同时起作用。如超临界萃取物被萃取的化合物的失活常以它们的沸点高低为序，非极性的超临界CO2仅对非极性和弱极性物质具有较高萃取能力。 * 3.超临界萃取工艺特点 ⑵ 操作参数易于控制 仅就萃取本身而言，超临界萃取的萃取能力取决于流体的密度，而流体的密度很容易通过调节温度和压强来加以控制，这样易于确保产品质量的稳定。 ⑶ 溶剂可循环利用 在溶剂分离与回收方面，超临界萃取优于一般液液萃取和精馏，被认为是萃取速度快，效率高，能耗少的先进工艺。 ⑷ 特别适合于分离热敏性物质，且能实现无溶剂残留。 * 4.超临界萃取剂的选择原则 ① 化学稳定性好，对设备无腐蚀； ② 临界温度要适中，接近温和操作温度最好； ③ 临界压力不宜过高，过高能耗高，设备需要耐高压，投资高； ④ 萃取选择性好； ⑤ 价格便宜，易得。 * 常见超临界流体地物理性质 * 超临界流体的选择 根据超临界萃取剂的选择原则，经过比较发现：CO2的临界温度Tc为32.06℃，接近室温；临界压力Pc为7.39MPa，比较适中，临界密度为1.448g/cm3，CO2无毒，无臭，不燃烧，化学稳定性好，价廉易得，所以被广泛应用于超临界萃取。 * 5.超临界CO2流体的性质 1) 超临界CO2的密度 CO2的流体密度是压力和温度的函数，而其密度与其溶解能力基本成正比，密度的微小变化可引起溶解能力的显著变化，其密度变化规律有以下特点：①在超临界区域，其密度变化范围很宽，可以在150~900g/L之间。②在临界点附近，压力和温度微小变化可以大幅度的改变流体的密度。以上两点是CO2超临界流体萃取过程参数选择的重要依据。 * 5.超临界CO2流体的性质 2) 超临界CO2的传递性能 超临界CO2流体的理化性质介于气相和液相之间，其密度比气体大100~1000倍，与液体密度相近。由于分子间距离缩短，分子间相互作用力大大增强，溶解作用近似于液体CO2，但扩散系数比液体大10~100倍，因此，超临界CO2流体中溶质的传递性能明显优于液相过程。 * 3)超临界CO2流体的溶解性能 超临界CO2对不同物质的溶解能力差别很大，与物质的极性，沸点，和相对分子量有