超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用2012年3月超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!1.1超臨界流體基本特征當(dāng)流體的溫度和壓力處于它的臨界溫度和臨界壓力以上時(shí)，稱該流體處于超臨界狀態(tài)。

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!氣體、液體和超臨界流體性質(zhì)超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!是一種氣、液不分的狀態(tài)，沒(méi)有相界面，也就沒(méi)有相際效應(yīng)，有助于提高萃取效率，可用于超臨界流體干燥。超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!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，處于均相狀態(tài)，具有類似液態(tài)性質(zhì)，同時(shí)還保留氣體性能，這種狀態(tài)的流體稱為超臨界流體（Supercriticalfluid,簡(jiǎn)稱SCF）超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!1.3超臨界CO2是常用的超臨界流體

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!CO2相圖

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!1.3SC--CO2萃取技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展

1.3.1基本流程超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!能在接近常溫下操作，對(duì)熱敏性物質(zhì)可適用；因粘度小、擴(kuò)散系數(shù)大，提取速度較快；溶質(zhì)和溶劑的分離徹底而且容易。從它的特性和完整性來(lái)看，相當(dāng)于一個(gè)新的單元操作，特別適合于熱不穩(wěn)定性天然產(chǎn)物和生理活性物質(zhì)的分離與精制。在發(fā)達(dá)國(guó)家，超臨界流體萃取技術(shù)發(fā)展很快，已普遍用于醫(yī)藥、食品、香料、石油化工、環(huán)保等領(lǐng)域，成為獲得高質(zhì)量產(chǎn)品的最有效方法之一。各國(guó)紛紛推出各具特色的提取裝置，已從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化階段。

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!1.3.3幾種產(chǎn)品SC—CO2萃取工藝流程的介紹超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!1.3.4超臨界流體技術(shù)基礎(chǔ)理論研究的主要發(fā)展特點(diǎn)如下。①多相平衡的研究已從二元體系跨入到三元體系，超臨界流體除了應(yīng)用二氧化碳外,已擴(kuò)展到各種低碳原子的烴類及其衍生物，如CHF3、CF3Br等。②研究對(duì)象中加強(qiáng)了對(duì)天然產(chǎn)物萃取的研究，如對(duì)脂肪酸及脂肪酸酯、萜二烯類、芳香油類等提取的理論研究。③狀態(tài)方程的研究仍以立方型為主，對(duì)各種狀態(tài)方程在超臨界區(qū)的適用性進(jìn)行了比

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!⑦超臨界流體技術(shù)已應(yīng)用到了化學(xué)反應(yīng)和超臨界流體色譜，這極大地促進(jìn)了超臨界流體技術(shù)的發(fā)展，并促使人們對(duì)超臨界流體技術(shù)中的基礎(chǔ)理論問(wèn)題進(jìn)行更為深入地研究。

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超臨界流體萃取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及存在問(wèn)題1.4.1超臨界流體萃取技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1.4.2超臨界流體萃取技術(shù)的存在問(wèn)題

(1)相平衡及傳遞研究不充分目前有關(guān)超臨界流體萃取的物性數(shù)據(jù)仍然很少，同時(shí)也缺乏能正確推算超臨界流體萃取過(guò)程的基本熱力學(xué)模型。由于人們對(duì)近臨界點(diǎn)的壓縮流體的行為不甚了解，目前的一些推算多為半定量性質(zhì)，傳遞性質(zhì)的研究則更少。沒(méi)有這些基本數(shù)據(jù)和理論，過(guò)程設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)概算就十分困難，嚴(yán)重阻礙了超臨界流體萃取過(guò)程的開發(fā)。

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!為了使超臨界流體萃取的工業(yè)化取得突破性進(jìn)展，必須進(jìn)行以下工作：高壓下復(fù)雜相平衡及流體傳遞性質(zhì)的研究；從工藝設(shè)備的角度降低能耗，如對(duì)加熱和冷卻過(guò)程進(jìn)行結(jié)合、降壓時(shí)回收能量；加強(qiáng)高壓連續(xù)化萃取裝置的研究。超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!從數(shù)據(jù)可知，超臨界流體的密度比氣體大數(shù)百倍，具體數(shù)值與液體相當(dāng)。其粘度仍接近氣體，但比起液體來(lái)，要小2個(gè)數(shù)量級(jí)。擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間（大約是氣體的1/100,比液體要大數(shù)百倍）.因而超臨界流體既具有液體對(duì)溶質(zhì)有比較大的溶解度的特點(diǎn)，又具有氣體易于擴(kuò)散和運(yùn)動(dòng)的特性，傳質(zhì)速率大大高于液相過(guò)程。也就是說(shuō)超臨界流體兼具氣體和液體的性質(zhì)。超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!1.2超臨界流體技術(shù)的發(fā)展*發(fā)展歷史*工業(yè)化進(jìn)展超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!

SC—CO2除了具有超臨界流體上述性質(zhì)外，且SC—CO2是非極性流體，加之CO2無(wú)毒、惰性、無(wú)殘留等一系列優(yōu)點(diǎn)，一使之成為最常用的超臨界流體。超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!超臨界CO2是常用的超臨界流體

超臨界點(diǎn)附近，CO2壓力和溫度的微小變化都可以引起流體密度很大的變化，并相對(duì)地表現(xiàn)為溶解度的變化。因此，人們可以利用壓力、溫度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)萃取和分離的過(guò)程。超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!

在傳統(tǒng)的分離方法中，溶劑萃取是利用溶劑和各溶質(zhì)間的親和性(表現(xiàn)在溶解度)的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的；蒸餾是利用溶液中各組分的揮發(fā)度(蒸氣壓)的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離的。而超臨界流體萃取則是通過(guò)調(diào)節(jié)體系的壓力和溫度來(lái)控制溶解度和蒸氣壓這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行分離的，故超臨界流體萃取綜合了溶劑萃取和蒸餾的兩種功能和特點(diǎn)，進(jìn)而決定了超臨界流體萃取具有傳統(tǒng)普通流體萃取方法所不具有的優(yōu)勢(shì)：通過(guò)調(diào)節(jié)壓力和溫度而方便地改變?nèi)軇┑男再|(zhì)，控制其選擇性；適當(dāng)?shù)剡x擇提取條件和溶劑，

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!1.3.2改進(jìn)的工藝流程超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!超臨界流體蘋取技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!較，并加以改進(jìn)。④在締合理論、混合規(guī)則方面提出了一些新的見解，并將統(tǒng)計(jì)力學(xué)的方法運(yùn)用于熱力學(xué)研究中。⑤模型化方面除了進(jìn)行多組分混合物的模擬外，還進(jìn)行了多級(jí)分離過(guò)程的模擬，目前模型化已開始邁向了實(shí)用化。⑥在物理化學(xué)性質(zhì)的研究方面，除了對(duì)表面張力、粘度、傳熱和傳遞特性進(jìn)行了大量的研究外，還對(duì)超臨界流體的滲透及其在聚合物中的吸附等進(jìn)行了探索。

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!1.3.5關(guān)于“超臨界CO2流體萃取”雖然采用超臨界CO2流體萃取技術(shù)能有效地將需要分離提取的組分從原料中分離出來(lái)，但超臨界CO2流體萃取技術(shù)也不是萬(wàn)能的，仍存在需要解決的問(wèn)題。CO2的分子結(jié)構(gòu)決定了它對(duì)一定的分離過(guò)程有很大的局限性：對(duì)于烴類和弱極性的脂溶性物質(zhì)的溶解能力較好，但對(duì)于強(qiáng)極性的有機(jī)化合物則需加大萃取壓力或使用夾帶劑來(lái)實(shí)現(xiàn)分離。一般來(lái)說(shuō)，超臨界CO2萃取壓力比較高，對(duì)設(shè)備的要求高，提取能力小而且能耗較大；因此如何采取外部措施對(duì)超臨界CO2萃取過(guò)程的選擇溶解能力和提取速率進(jìn)行強(qiáng)化就成了當(dāng)前研究的新動(dòng)向。

超臨界流體技術(shù)原理及應(yīng)用共36頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!(2)高壓設(shè)備和泵工業(yè)生產(chǎn)中，高壓操作是不可避免的，如何解決由于高壓帶來(lái)的一些不利因素，使得該技術(shù)可以可靠、安全地生產(chǎn)是非常重要的。超臨界流體萃取需在相當(dāng)高的壓力下操作，壓縮設(shè)備的投資比較大，在高壓下操作，還會(huì)引起附加的費(fèi)用。某些超臨界流體萃取過(guò)程要求同時(shí)在高溫和高壓的條件下進(jìn)行，設(shè)備和管道的材質(zhì)要求更高，加工費(fèi)用也更大，用泵輸送近臨界區(qū)的帶