超临界流体萃取技术.pptx
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1、一、超临界流体一、超临界流体超临界流体是继固态、液态和气态之后发超临界流体是继固态、液态和气态之后发现的第四种物质存在状态,是物质的一种现的第四种物质存在状态,是物质的一种特殊流体状态。特殊流体状态。第1页/共67页第2页/共67页气气-液平衡液平衡T、P 液液 气气气气-液界面消失液界面消失临界点临界点T、P 超临界流体超临界流体第3页/共67页超临界流体界于超临界流体界于液体和气体之间液体和气体之间的中间状态的中间状态P,不发生固化不发生固化第4页/共67页第5页/共67页第6页/共67页CO2的临界温度的临界温度31.1,可在室温附近实现超可在室温附近实现超临界流体操作临界流体操作,节省
2、能耗节省能耗,并且临界压力不高并且临界压力不高,设备加工不困难,是超临界流体技术中最常设备加工不困难,是超临界流体技术中最常用的溶剂用的溶剂.第7页/共67页第8页/共67页第9页/共67页1密度密度类似液体,溶剂化能力很强,压力和温度微小类似液体,溶剂化能力很强,压力和温度微小 变化可导致密度显著变化变化可导致密度显著变化2 粘度粘度接近于气体接近于气体,具有强传递性能和运动速度具有强传递性能和运动速度3 扩散系数扩散系数比气体小,但比液体高比气体小,但比液体高12个数量级;个数量级;4 SCF的的介电常数,极化率和分子行为介电常数,极化率和分子行为与气液两相均与气液两相均 有着明显的差别有
3、着明显的差别;5 压力和温度的变化均可改变相变压力和温度的变化均可改变相变 超临界流体的主要特性超临界流体的主要特性第10页/共67页6第11页/共67页7 在临界点在临界点,非热力学性质液出现反常行为非热力学性质液出现反常行为黏度测量困难黏度测量困难,热导系数有较强的发散热导系数有较强的发散,扩扩散速率为零散速率为零.8 临界点的发散或反常性在临界状态持续临界点的发散或反常性在临界状态持续,将呈衰将呈衰 减趋势减趋势第12页/共67页第13页/共67页第14页/共67页超临界流体萃取技术迅速发展的原因超临界流体萃取技术迅速发展的原因:第15页/共67页二二 超临界流体萃取超临界流体萃取1 概
4、述概述超临界流体萃取超临界流体萃取(SFE)是一项新型提取技术,是利用是一项新型提取技术,是利用超临界条件下的气体超临界条件下的气体作萃取剂,从作萃取剂,从液体或固体液体或固体中萃中萃取出某些成分并进行分离的技术。取出某些成分并进行分离的技术。超临界条件下的气体,称为超临界流体超临界条件下的气体,称为超临界流体(SF),处于临,处于临界温度界温度(Tc)和临界压力和临界压力(Pc)以上,以流体形式存在的以上,以流体形式存在的物质。通常有二氧化碳物质。通常有二氧化碳(CO2)、氮气、氮气(N2)、氧化二氮、氧化二氮(N2O)、乙烯、乙烯(C2 H4)、三氟甲烷、三氟甲烷(CHF3)等。等。第16
5、页/共67页2 利用利用超临界流体超临界流体的的溶解能力溶解能力与其与其密度密度的关系,即利的关系,即利用用压力压力和和温度温度对对超临界流体溶解能力超临界流体溶解能力的影响而进行的影响而进行的。在超临界状态下,超临界流体具有很好的的。在超临界状态下,超临界流体具有很好的流动流动性性和和渗透性渗透性,将超临界流体与待分离的物质接触,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把使其有选择性地把极性大小极性大小、沸点高低沸点高低和和分子量大分子量大小小的成分依次萃取出来。的成分依次萃取出来。第17页/共67页当然,对应当然,对应各压力范围各压力范围所得到的萃取物所得到的萃取物不可能不可能是是单
6、单一一的,但的,但可以控制条件可以控制条件得到最佳比例的得到最佳比例的混合成分混合成分,然后借助然后借助减压、升温减压、升温的方法使超临界流体变成的方法使超临界流体变成普通普通气体气体,被萃取物质被萃取物质则完全或基本则完全或基本析出析出,从而达到分,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离提纯的目的,所以在超临界流体萃取过程是由萃萃取和分离取和分离组合而成的。组合而成的。第18页/共67页2 超临界流体的选择性超临界流体的选择性选择与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂选择与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂?操作温度与临界温度越接近操作温度与临界温度越接近,被萃取物溶质性质
7、与被萃取物溶质性质与萃取剂越相似萃取剂越相似,溶解度越大。溶解度越大。第19页/共67页第20页/共67页3 萃取过程萃取过程利用利用SCF作为萃取溶剂作为萃取溶剂,使其极使其极易于渗透易于渗透到样品基到样品基质中去质中去,通过通过扩散扩散溶解溶解 分配分配等作用等作用,使基体中使基体中的溶质扩散并分配到的溶质扩散并分配到SCF中中,由于由于SCF的密度和介的密度和介电常数随着电常数随着密闭体系压力密闭体系压力增加而增大,极性增大增加而增大,极性增大,利用利用程序升压程序升压可将可将不同极性的成分不同极性的成分分部从基体中分部从基体中萃取出来萃取出来.提取完成后提取完成后,改变体系温度改变体系
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