超临界流体-我的作业.ppt

1、,超临界流体（SCF）,超临界萃取技术的主要内容,超临界流体的概念及特性 超临界流体的萃取选择性 超临界流体萃取的过程系统及操作特性,超临界流体的概念及特性,一、超临界流体的基本概念 临界温度（Tc）：物质处于无论多高压力下均不能被液化的最低温度。 临界压力 (Pc)：与Tc相对应的压力称为临界压力。 超临界区域：在压温图中，高于临界温度和临界压力的区域称为超临界区。 超临界流体：如果流体被加热或被压缩至高于临界点时，则该流体即为超临界流体 。,超临界点时的流体密度称为超临界密度 (c)，其倒数称为超临界比容(Vc)。 二、超临界流体的特性 超临界流体具有十分独特的物理化学性质，它的密度接近于

2、液体，粘度接近于气体，而扩散系数大、粘度小、介电常数大等特点，使其分离效果较好，是很好的溶剂。,1、P-V-T性质 稍高于临界点温度的区域，压力稍有变化，即引起密度的很大变化，这时，超临界流体密度已接近于该物质的液体密度，而此时的状态仍为气态，因此，超临界流体具有高的扩散性，与液体溶剂萃取相比，其过程阻力大大降低。以常用的CO2为例，其P-T图如下：,2、传质性质 由于超临界流体的自扩散系数大，粘度小，渗透性好，与液体萃取相比，可以很快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程的实现。 3、溶解能力 超临界流体的溶解能力，与密度有很大关系，在临界区附近，操作压力和温度的微小变化，会引起流体密度的大

3、幅度变化，因而也将影响其溶解能力。 4.萃取选择性 1）按相似相溶原则，选用的超临界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越大。 2）从操作角度看，使用超临界流体为萃取剂时的操作温度越接近临界温度，溶解能力也越大。,超临界流体萃取的基本原理和方法,一、基本原理及方法 超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术。该技术是利用流体在临界点附近某一区域内，它与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离的一项技术。,二、CO2作为超临界流体的特点 分子量大于500道尔顿的物质具有一定的溶解度。 中、低分子量的卤化碳

4、、醛、酮、酯、醇、醚是非常易溶的。 低分子量。非极性的脂族烃 (20碳以下)及小分子的芳烃化合物是可溶的。 分子量很低的极性有机物 (如羧酸)是可溶的。酰胺、脲、氨基甲酸乙酯、偶氮染料的溶解性较差。极性基团 (如羧基、羟基、氮)的增加通常会降低有机物的溶解性。 同系物中溶解度髓分子量的增加而降低。,超临界CO2作为萃取剂与常规的有机溶剂相比的优点： 因为无毒无害、不易燃易爆； 低粘度、低表面张力、低沸点、合理临界特性等,超临界流体萃取的过程系统及操作特性,一、超临界流体萃取的过程系统 1.系统组成 溶剂压缩机 (即高压泵) 萃取器 温度、压力控制系统 分离器和吸收器 其他辅助设备包括：辅助泵、

5、阀门、背压调节器、流量计、热量回收器等。,2.常见萃取流程示意图,第一种方式是控制系统的温度（a）。超临界萃取是在产品溶质溶解度为最大时的温度下进行。然后萃取液通过热交换器使之冷却。将温度调节可以在分离器中加以收集。溶剂可经再压缩进入萃取器循环使用。 第二种方式是控制系统的压力（b）。富含溶质的萃取液经减压阀降压。溶质可在分离器中分离收集。溶剂也经再压缩循环使用或者径直排放。 第三种方式即吸附方式（c）。它包括在定压绝热条件下，溶剂在萃取器中萃取溶质。然后借助合适的吸附材料如活性炭等以吸收萃取液中的溶剂。,二、超临界流体萃取的过程系统 大多数食品的化学复杂性 和热敏性等特性决定了在 采用超临界

6、流体萃取时要 仔细选用溶剂及萃取操作 条件。 包括全萃取区、脱臭区、 分馏区,第一种方式是控制系统的温度（a）。超临界萃取是在产品溶质溶解度为最大时的温度下进行。然后萃取液通过热交换器使之冷却。将温度调节可以在分离器中加以收集。溶剂可经再压缩进入萃取器循环使用。 第二种方式是控制系统的压力（b）。富含溶质的萃取液经减压阀降压。溶质可在分离器中分离收集。溶剂也经再压缩循环使用或者径直排放。 第三种方式即吸附方式（c）。它包括在定压绝热条件下，溶剂在萃取器中萃取溶质。然后借助合适的吸附材料如活性炭等以吸收萃取液中的溶剂。,超临界流体CO2萃取技术的发展,在1879年，有过报道关于超临界流体对液体和固体物质具有显著溶解能力这种物理现象， 20世纪50年代，美国从理论上提出SCFE用于萃取分离的可能性 60年代以后，原西德对这一领域首次做了许多基础和应用性的研究。 1978年1月在西德Essen举行了首次SCFE技术研讨会，可称为现代SCFE技术开发的里程