一篇詳細(xì)解釋！超臨界萃取的概念原理及特征

更新時(shí)間：2023-01-04 | 點(diǎn)擊率：2989

超臨界流體的概念

　　1.穩(wěn)定的純物質(zhì)的幾種存在狀態(tài)固、液、氣、玻璃態(tài)、橡膠態(tài)臨界狀態(tài)：指氣態(tài)和液態(tài)共存的一種邊緣狀態(tài)，在此狀態(tài)中，液態(tài)的密度與其飽和蒸氣的密度相同，因此界面消失。

　　從單一物質(zhì)的典型相態(tài)圖可以看到，如果沿著氣液共存蒸發(fā)和冷凝同時(shí)發(fā)生）的曲線向高溫、高壓的方向移動(dòng)，就會(huì)達(dá)到該物質(zhì)的臨界點(diǎn)（臨界溫度和臨界壓力點(diǎn)）。此過程中溫度的上升引致熱膨脹，使液相的密度減小；而壓力的上升則將氣相壓縮，使其密度加大。在臨界點(diǎn)上，兩相的密度相等，氣相與液相的分界消失，這時(shí)物質(zhì)就成為超臨界流體。當(dāng)物質(zhì)超過臨界溫度時(shí)，不會(huì)發(fā)生冷凝和蒸發(fā)的現(xiàn)象，而只以流動(dòng)的形式存在在臨界區(qū)內(nèi)：常態(tài)下的氣體物質(zhì)會(huì)表現(xiàn)出液體一樣的密度和隨壓力增大而顯著增長的溶解能力。

　　超臨界流體

　　（1)定義：指處于稍為超過物質(zhì)本身的臨界溫度和臨界壓力狀態(tài)時(shí)的流體，即在臨界點(diǎn)附近的超臨界流體。

　　（2)超臨界流體的主要特性①密度類似液體，因而溶劑化能力很強(qiáng)，壓力和溫度微小變化可導(dǎo)致其密度顯著變化②粘度接近于氣體，具有很強(qiáng)傳遞性能和運(yùn)動(dòng)速度③擴(kuò)散系數(shù)比氣體小，但比液體高一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)④SCF的介電常數(shù)，極化率和分子行為與氣液兩相均有著明顯的差別；⑤壓力和溫度的變化均可改變相變

　　（3)超臨界流體的溶解能力在臨界點(diǎn)附近（即適宜的操作區(qū)域），改變溫度或壓力都會(huì)明顯的改變超臨界流體的密度，也就改變了溶解度。

　　超臨界流體萃取的基本原理及特征

　　1.超臨界萃取定義：以超臨界流體為萃取劑，在臨界溫度和臨界壓力附近的條件狀態(tài)下，從液體或固體物料中萃取出待分離的組分。

　　2.原理：利用超臨界流體的特性，在高密度條件下（低溫、高壓），溶解出所需組分，然后改變條件在低密度條件下將萃取出來的成分與萃取劑分離。

　　3.超臨界流體萃取的特征

　　（1)效率高（2)工藝條件容易控制（3)溶劑不易造成污染（4)適用于熱敏性或易氧化的成分（5)需要高壓設(shè)備

　　4.超臨界流體的選擇

　　（1)操作溫度與臨界溫度接近（2)萃取劑與待分離組分的化學(xué)性質(zhì)相似。

　　超臨界流體的工藝流程

　　1.等溫變壓法：整個(gè)過程溫度基本不變，壓力變化，如圖所示。此流程易于操作，應(yīng)用最為廣泛，而且適于對(duì)溫度有嚴(yán)格限制的物質(zhì)的萃取過程，但因萃取過程有不斷的加減壓步驟，能耗較高。

　　2.等壓變溫法：利用超臨界流體在臨界壓力以上一定范圍內(nèi)溶解度隨溫度升高而降低的性質(zhì)，在分離釜中將超臨界萃取混合物加熱升溫而分離溶質(zhì)。其特點(diǎn)是過程壓力基本維持不變，氣體壓縮功耗較少，但需要加熱蒸汽和冷卻水。因萃取物品種的不同，分離效果也有較大差異。

　　3.吸附法：利用活性炭等吸附劑，在分離釜中吸附溶解于超臨界流體中的溶質(zhì)分子，操作過程中體系的壓力、溫度變化都很小。因所用吸附劑需解吸再生，不利于連續(xù)生產(chǎn)。