高等分离工程--10 超临界流体萃取分离技术.pptVIP

物质在超临界流体中的溶解度 物质在超临界流体中的溶解度是压力与温度的函数,当压力超过阈值(接近PC) 时,物质的溶解度随压力的增加而很快加大。 当压力恒定时,蒸汽压力很低的物质由于温度升高后,超临界流体的密度减小,因而溶解度降低,但温度增加到能使物质的蒸汽压大到一定程度时,溶解度随温度增加而加大。 在接近临界温度时增加压力可使超临界流体的密度大增,如果加大压力不便,则可使温度高些,虽然超临界流体密度有所降低,但仍可以增大物质溶解度。 超临界流体萃取定义 超临界流体萃取（SFE）是指用处于超临界状态下的流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出所需成分（或有害成分）的一种分离方法。 超临界流体萃取的基本原理 超临界流体的密度对温度与压力的变化很敏感, 而其溶解能力在一定压力范围内与其密度成比例, 故可通过对T、P 的控制而改变物质的溶解度, 特别是在临界点附近T 、P 的微小变化可导致溶质溶解度发生几个数量级的突变, 超临界流体萃取作为分离方法的依据是超临界流体对溶质的溶解能力会随操作条件的改变而改变，利用这一性质，在超临界状态下,将处于该状态超临界流体与待分离的物质接触,超临界流体将物质中可溶解组分萃取出来,然后，然后借助于降压或升高温度, 降低超临界流体的密度, 待分离物析出, 完成了萃取过程，达到分离的目的。 SCF具有高度选择性，可分离高沸点混合物。操作温度低，适于分离热不稳定的物质。 SCF的萃取能力随流体密度增加而提高，当保持密度不变时，在一定范围内随萃取时间延长而增加。 萃取物可以通过降低SCF密度予以分离，常用手段是恒温降压或恒压升温，可调幅度很大. 此技术可同时完成蒸馏和萃取二个过程，可分馏难分离的有机混合物，特别是对于同系物的分馏精制更具特色. SCF可循环利用，耗能较低，无残留，成本较低。 在萃取时，同类物质按沸点由低向高的顺序进入SCF相，分离时按沸点由高到低与SCF相分离. 该技术可用于物料浓缩工艺，操作简便，能耗低，浓度越高能耗越低. 超临界二氧化碳用作食品工业萃取时，其有纯度高，化学稳定，不与食品成分发生有害的反应，无毒、无腐蚀性，沸点低,便于从食品中清除，价廉易得，产品无菌等优点. 超临界流体萃取技术是高压技术，对设备要求较高 超临界二氧化碳流体 对不同溶质溶解能力差别很大 溶解能力与溶质极性有关,沸点和相对分子量有关，一般有如下规律： ? 亲脂性, 低沸点成分可在低压下萃取 ，如挥发油,烃和酯 ? 化合物极性集团越多, 越难萃取 ? 分子量越高, 越难萃取 超临界CO2萃取的技术原理 超临界CO2流体萃取（SFE）分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。 超临界CO2萃取特点 临界温度为常温(31.2℃)，临界压力较低(7.38MPa )，因此，其临界点容易达到； 无毒、无色、无臭、无味，也容易去除; 一般情况下不与被萃取物发生反应，具有惰性性质 不燃爆，使用安全; 价廉，容易制取和回收; 对环境不产生化学污染; 具有抑菌效果。 在轻工、食品、医药等领域具有很大应用潜力 超临界萃取过程由萃取阶段和分离阶段组成，萃取主要在萃取器中进行, 根据分离方法的不同，分为以下三种基本流程 变压萃取分离(等温法, 绝热法) 变温萃取分离(等压法) 在分离槽中使用吸附剂的萃取分离法 (吸附法) 三种工艺流程比较 变温和变压超临界萃取流程主要用于萃取相中溶质为需要精制的产品的分离 吸附法流程适用于萃取质为需要除去的杂质, 萃取槽中留下的萃余物为提纯产品 三种工艺中以第一种变压萃取分离最为常用。 超临界流体作为一种高效的分离方法，目前主要用于以下几个方面 ： 植物及其种子中有效成分的分离和提取； 在油品的分离和精制上的应用； 有机水溶液的分离精制，微量有机物提取和 废水处理； 生化工程中应用； 超临界萃取还可用于高分子加工。 在食品添加剂领域的应用 作用：食品保藏、改变食品的感官性状, 保持或提高食品的营养价值及促进食品的现代化生产具有重要作用。 食品添加剂：天然、人工合成食品添加剂。 天然食品添加剂： 以动植物或微生物的代谢产物等为原料经提取