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新型分离超临界萃取第1页，共32页，星期日，2025年，2月5日*什么是超临界流体？它的优劣性有哪些？怎样萃取？有哪些应用?以超临界CO萃取金属为例???

2五大问题第2页，共32页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体超临界流体（Supercriticalfluid,SF）是一种物质状态，当物质在超过临界温度及临界压力以上，气体与液体的性质会趋近于类似，最后会达成一个均匀相之流体现象。超临界流体类似气体具有可压缩性，而且又兼具有类似液体的流动性，密度一般都介于0.1到1.0g/ml之间。它是一种处于临界温度（Tc）、临界压力（Pc）以上介于气体和液体之间的流体。第3页，共32页，星期日，2025年，2月5日*处于临界温度Tc和临界压力Pc之上的流体（它不是气体也不是液体）第4页，共32页，星期日，2025年，2月5日*（1）密度、粘度和扩散系数的特点密度比气体大得多,与液体接近，使其对溶质有较大的溶解度。粘度接近气体,比液体小得多。扩散系数介于气体和液体之间，是气体的几百分之一,是液体的几百倍。与液体相比，超临界流体粘度小、扩散系数大使其传质速率大大高于液体。超临界流体的特性第5页，共32页，星期日，2025年，2月5日*物质状态密度（g/cm3）粘度(g/cm/s)扩散系数(cm2/s)气态(0.6-2)×10-3(1-3)×10-40.1-0.4液态0.6-1.6(0.2-3)×10-2(0.2-2)×10-5SCF0.2-0.9(1-9)×10-4(2-7)×10-4由以上特性可以看出，超临界流体兼有液体和气体的双重特性，扩散系数大，粘度小，渗透性好，与液体溶剂相比，可以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程的实现。第6页，共32页，星期日，2025年，2月5日*（2）溶解特性在临界点附近,压力和温度的变化可引起超临界流体密度急剧变化,相应地使溶质在超临界流体中的溶解度发生急剧变化，因而可利用压力与温度的改变来实现萃取和分离。第7页，共32页，星期日，2025年，2月5日*在超临界区,C02密度随压力急剧变化第8页，共32页，星期日，2025年，2月5日*有机物在超临界流体中溶解度的变化：低于临界压力时，几乎不溶解；高于临界压力时，溶解度随压力急剧增加。第9页，共32页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体萃取原理利用流体在超临界状态下对物质有特殊增加的溶解度,而在低于临界状态下基本不溶解的特性。将超临界流体与待分离的物质接触，控制萃取的压力和温度，使超临界流体的密度降低，使被萃取物质在超临界流体中的溶解度发生改变，达到分离的目的。同时，超临界流体再进行压缩后可以循环使用。第10页，共32页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体萃取特点高压下进行，设备及工艺技术要求高,投资比较大。可以在接近室温下完成,特别适用于热敏性天然产物的分离。分离工艺流程简单，主要由萃取器和分离器二部分组成，而且萃取和分离通过改变温度和压力即可实现。超临界流体循环使用，无需溶剂回收设备，不产生二次污染。被萃取物中基本无萃取剂残留。第11页，共32页，星期日，2025年，2月5日溶剂萃取超临界萃取溶剂残留不可避免完全无溶剂残留，纯净存在重金属无重金属溶剂的溶解能力为定值溶解能力随温度和压力变化可能使用高温，热敏物质分解通常在较低温度下，不分解存在无机盐被萃取的问题无无机盐残留溶剂选择性差选择性好需额外的操作单元来脱除溶解在线分离，有效物质收率高溶剂萃取和超临界萃取的对比第12页，共32页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体萃取工艺流程固体物料的超临界萃取根据萃取釜与分离釜温度和压力的变化情况可分为四种典型的工艺流程:(1)等温（变压）法：萃取釜与分离釜温度（基本）相等。(2)等压（变温）法：萃取釜与分离釜压力（基本）相等。(3)吸收或吸附法（等温等压法）(4)变温变压法第13页，共32页，星期日，2025年，2月5日*超临界流体萃取的基本流程萃取釜分离釜热交换器CO2热交换器压缩机高压泵过滤器第14页，共32页，星期日，2025年，2月5日*萃取器分离器P1P2压缩机膨胀阀T1T2萃取物CO2CO2＋萃取物等温（变压）法:T1≈T2P1＞P2CO2第15页，共32页，星期日，2025年，2月5日