超臨界流體萃取的探究

1、超臨界流體萃取的探究摘要：本文就超臨界流體萃取這一單元操作的基本原理、方法、應(yīng)用以及發(fā)展前景等內(nèi)容進(jìn)行綜述。目的是通過查找相關(guān)資料文獻(xiàn)進(jìn)一步的了解超臨界流體萃取這一單元操作，并得出自己的一些觀點(diǎn)看法與設(shè)想。關(guān)鍵詞：超臨界流體，萃取，SFECO2，分離純化。超臨界流體萃取簡稱SCFE，是利用超臨界狀態(tài)的流體具有強(qiáng)溶解能力而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行提取分離的技術(shù)。雖然早在1879年就有人發(fā)現(xiàn)超臨界乙醇異乎尋常的溶解特性，但真正將其應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐并引起關(guān)注

2、，只是近20多年來的事情[1]。由于SCFE技術(shù)具有一系列優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)80年代以來，國際上投入大量人力物力進(jìn)行研究，范圍涉及食品、香料、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域，并取得一些列進(jìn)展[2]。SCFE可操作于較低溫度，能使食品中熱敏成分免遭破壞。因此，超臨界流體萃取技術(shù)在食品工業(yè)中有廣闊的應(yīng)用前景。本文就這一熱門單元操作簡要介紹了它的基本原理、方法應(yīng)用以及發(fā)展前景等內(nèi)容。使我們更加簡單方便的了解這一單元操作[3]。1.超臨界流體萃取概述1.1.超臨

3、界流體物質(zhì)處于其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上狀態(tài)時(shí)，向該狀態(tài)氣體加壓，氣體不會(huì)液化，只是密度增大，具有類似液體性質(zhì)，同時(shí)還保留氣體性能的流體[4]。1.2.超臨界流體特點(diǎn)超臨界流體(SCF)是指同時(shí)處于臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上，其物理性質(zhì)介于氣體與液體之間的流體，這種流體(SCF)兼有氣液兩重性的特點(diǎn)，它既有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對(duì)許多物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。2.超臨界流體萃取的過

4、程及設(shè)備2.1.超臨界CO2萃取過程特點(diǎn)超臨界萃取工藝過程主要由萃取釜和分離釜二部分組成，并適當(dāng)配合壓縮裝置和熱交換設(shè)備所構(gòu)成。對(duì)于原料為固體的萃取過程可歸納為3種基本工藝流程——等溫法、等壓法和吸附法[12]。等溫法萃取過程的特點(diǎn)是萃取釜和分離釜等溫，萃取釜壓力高于分離釜壓力。利用高壓下CO2對(duì)溶質(zhì)的溶解度大大高于低壓下的溶解度這一特性，講萃取釜中CO2選擇性溶解的目標(biāo)組分在分離釜中析出成為產(chǎn)品。降壓過程在用降壓閥，降壓后的CO2流體

5、（一般處于臨界壓力以下）通過壓縮機(jī)或高壓泵再將壓力提升到萃取釜壓力，循環(huán)使用。等壓法工藝流程特點(diǎn)是萃取萃取釜和分離釜壓力相同，利用二者溫度不相同時(shí)CO2流體溶解度的差別來分達(dá)到分離目的。吸附法工藝流程中萃取和分離處于相同溫度和壓力下，利用分離釜中填充特定吸附劑將CO2流體中分離目標(biāo)組分選擇性吸附除去，然后定期再生吸附即可達(dá)到分離之目的。對(duì)比等溫、等壓和吸附三種基本流程的能耗可見，吸附法理論上不需要壓縮能耗和熱交換能耗，應(yīng)是最節(jié)能的過程。

6、但是該法只是用于可使用選擇性吸附方法分離目標(biāo)組分的體系，絕大多數(shù)天然產(chǎn)物分離過程很難通過吸附來收集產(chǎn)品，所以吸附法只能用于少量雜質(zhì)脫除過程。已知一般條件下，溫度變化對(duì)CO2流體的溶解度影響遠(yuǎn)小于壓力變化的影響。因此，通過改變溫度的等壓法工藝過程，雖然可節(jié)省壓縮能耗，但實(shí)際分離性能受到很多限制，實(shí)用價(jià)值較少。所以通常超臨界CO2萃取過程大多采用改變壓力的等溫發(fā)流程。2.2.2.固體物料的超臨界CO2萃取工藝過程（1）常用固體物料萃取過程天

7、然產(chǎn)物超臨界CO2萃取工藝一般采用等溫法和等壓法混合流程，并以改變壓力為主要分離手段。萃取工藝流程一充分利用CO2流體溶解度差別為主要控制指標(biāo)。萃取釜壓力提高，有利于溶解度增加，但過高壓力將增加設(shè)備的投資和壓縮能耗，從即經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考慮，通常工業(yè)應(yīng)用的萃取過程都選用低于32Mpa的壓力。分離釜是產(chǎn)品分離和CO2流體循環(huán)的組成部分。分離壓力越低，萃取和解析的溶解度差值就越大，越有利于分離過程效率的提高。但工業(yè)化流程都采用液化CO2，再經(jīng)高壓泵