生化分離工程2萃取分離(編輯修改稿)
2024-11-12 15:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 萃?。?dense gas extraction）或蒸餾萃?。?destraction），由于萃取中的一個重要因素是壓力，有效的溶劑萃取過程也可以在非臨界狀態(tài)下實現(xiàn)，因此廣義地也稱之為 壓力流體萃取pressure fluid extraction。 它是利用 超臨界流體（ supercritical fluid， SCF），即其溫度和壓力略超過或靠近臨界溫度（ Tc）和臨界壓力（ pc），介于氣體和液體之間的流體作為萃取劑，從固體或液體中萃取出某種高沸點或熱敏性成分，以達到分離和提純的目的。 2021328 25 ? 作為一個分離過程，超臨界流體萃取過程介于蒸餾和液 液萃取過程之間。即此過程同時利用了蒸餾和萃取的現(xiàn)象 —— 蒸汽壓和相分離均在起作用。 ? 超臨界流體萃取，是適用面很廣的一門新型分離技術(shù)。超臨界流體萃取的操作需在高壓下運行，但因萃取溶劑是“氣體”，操作中可以方便地改變其壓力和溫度，還可改變超臨界流體的組成，因此能自由地改變它對物質(zhì)的溶解能力。萃取、分離和溶劑回收都能在很低的溫度下進行。 2021328 26 超臨界 CO2的溶劑特征 ? 超臨界 CO2的相圖 ? 利用不同密度下的 CO2對物質(zhì)溶解能 力的差異就可以實 現(xiàn)萃取和分離的操 作，即通過壓力或 溫度的改變就可能 有效地萃取和分離 溶質(zhì)。 圖 223 CO2的相圖 2021328 27 ? 萃取溶劑 CO2的性質(zhì) 表 25 一些超臨界萃取溶劑的臨界點性質(zhì) 溶劑 臨界溫度 臨界壓力 臨界密度 (℃ ) (MPa) (kg/m3) 乙烷 203 丙烷 220 丁烷 228 乙烯 227 氨 235 二氧化碳 460 二氧化硫 525 水 326 氟里昂 13 578 2021328 28 ? CO2在工業(yè)上應用廣泛。它無毒，無腐蝕性，不可燃燒，純度高且價格低。又有優(yōu)良的傳質(zhì)性能，擴散系數(shù)大，粘度低，而且和其他用做超臨界流體的溶劑相比， CO2具有相對較低的臨界壓力和臨界溫度，適合于處理某些熱敏性生物制品和天然物產(chǎn)品。 ? 在超臨界流體萃取技術(shù)的應用中，某些場合的目的是得到萃取物，而在另一些場合下，是為獲得萃取后的余留物質(zhì)，萃取物則為其次。超臨界 CO2（ supercritical carbon dioxide， SCCO2）萃取技術(shù)適用于上述兩種情況。 2021328 29 ? 將 1≤Tr≤， 1＜ pr＜ 5的區(qū) 域作為 SCCO2 的工作區(qū)。 圖 224 SCCO2對 比壓力、對比溫度、 對比密度關(guān)系 2021328 30 ? 溶質(zhì)在 SCCO2中的分配平衡及萃取動力學與溶質(zhì)在 SCCO2中的擴散系數(shù)及 SCCO2的粘度有關(guān)。如圖 225所示， SCCO2中溶質(zhì)的擴散系數(shù)為溫度和壓力的函數(shù)。溶質(zhì)在 SCCO2中的擴散系數(shù)比在通常液體中高出 50～ 100倍。因此，對動物或植物組織中有效成分進行萃取時，具有相當高的質(zhì)量傳遞速率。 2021328 31 圖 225 SCCO2中溶質(zhì)的擴散系數(shù) 2021328 32 ? SCCO2的粘度在（ ～ ） 103 Pas的范圍內(nèi)，與通常的有機溶劑粘度（ ～ ） 103 Pas相比，僅為后者的幾十分之一。這使得 SCCO2萃取有可能在相對較短的時間內(nèi)完成。 2021328 33 SCCO2萃取以及拖帶劑的作用
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