文档介绍：引课
超临界流体萃取(Superitical Fluid Extraction,以下简称SFE)是一项发展很快、应用很广的实用性新技术。传统的提取物质中有效成份的方法,如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等,其工艺复杂、产品纯度不高,而且易残留有害物质。超临界流体萃取是利用流体在超临界状态时具有密度大、粘度小、扩散系数大等优良的传质特性而成功开发的。它具有提取率高、产品纯度好、流程简单、能耗低等优点。
什么是超临界:
任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。超临界流体(SCF)是指在临界温度(Tc)和临界压力(Pv)以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。
三相点和临界点
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临界点:液、气两相呈平衡状态的点。
临界温度:在临界点时的温度。
临界压力:在临界点时的压力。
超临界萃取的原理:超临界流体萃取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,超临界流体具有很好的流动性和渗透性,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,所以在超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
相
密度(g/ml)
扩散系数(cm2/s)
粘度(g/)
气体(G)
10-3
10-1
10-4
超临界流(SCF)
~
10-3~10-4
10-4~10-3
液体(L)
1
10-5
10-2
这种流体(SCF)兼有气液两重性的特点,它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度,又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。
流体名称
分子式
临界压力
(bar)
临界温度
(℃)
临界密度
(g/cm3)
二氧化碳
CO2
水
H2O
氨
NH3
乙烷
C2H6
氧化二氮
N2O
常见的几种超临界流体的性质
超临界萃取的原则流程
流程主要分为两部分:
①在超临界状态下,溶剂气体与原料接触进行萃取获得萃取相;
②将萃取相进行分离,脱除溶质,再生溶剂。
改变压力或温度的超临界萃取流程
加热器
原料
萃取相
溶剂
萃取产物
萃余相
萃取器
分离器
减压阀
压缩机
原料
萃取相
溶剂
萃取产物
萃余相
萃取器
分离器
阀门
泵
冷却器
改变压力和温度的超临界萃取流程
图2-26 超临界流体萃取的三种基本流程
(a)等温法 T1=T2 p1>p2 1—萃取釜;2—减压阀;3—分离釜;4—压缩机
(b)等压法 T1<T2 p1=p2 1—萃取釜;2—加热器;3—分离釜;4—高压泵;
5—冷却器
(c)吸附法 T1=T2 p1=p2 1—萃取釜;2—吸附剂;3—分离釜;4—高压泵
超临界萃取三种经典流程
超临界萃取的特点及工业应用
特点:
,无毒无害的物质作为萃取剂。
。
工业化应用:
例如:用SFE从咖啡、茶中脱咖啡因;啤酒花萃取;从植物中萃取风味物质;从各种动植物中萃取各种脂肪酸、提取色素;从奶油和鸡蛋中去除胆固醇等。