第8章新型分离技术.ppt

超临界萃取设备 超临界萃取萃取工艺流程图 南通华安超临界萃取有限公司主攻超临界CO2萃取设备国产化研制生产，十多年来，已形成中、小试验（生产）装置系列化生产能力，产品遍布全国各地，并出口美国、韩国、东南亚等国家。部分药厂通过该装置生产的新药已报批国家级新药并出口。该装置通过省级鉴定，处于国内领先，主要技术指标和关键设备达到世界同类装置先进水平。 超临界流体萃取特点 集精馏和液-液萃取于一体 高压、低温的特点 高压——设备要求高、投资大。 低温——适用于热敏性、怕氧化物系。 进出料——间歇。 采用CO2为溶剂，无毒无害，不易燃，价廉易得，临界温度近常温。 CO2对极性物质的溶解能力比较弱。 美国和西欧的SCFE工业装置 日本SCFE工业化装置 我国超临界萃取设备现状 德国UHDE公司在中国的设备 SFE技术的应用 （1）化工方面：石油化工、煤化工、精细化工等；如：用甲苯为萃取剂，促进煤有机质深度热分解，将其部分转化为液体产物； 提取茶叶中的茶多酚，提取银杏黄酮、内酯； （2）天然药物研制： 如紫杉、黄芪、人参叶、大麻等； （3）食品：如咖啡、红茶脱咖啡因；提取植物香料、色素和植物油；食品脱脂；油脂脱色、脱臭，烟草脱尼古丁等； （4）医药制品：从鱼内脏和骨头等提取多烯不饱和脂肪酸（DHA、EPA），从蛋黄中提取卵磷脂。 （5）天然香精、香料：从桂花、茉莉花中提取花香精，从芹菜籽、生姜中提取精油（香料和药用价值）。 SFE应用实例 咖啡豆中脱除咖啡因 咖啡因存在于咖啡、茶等天然物质中，医药上用作利尿剂和强心剂。 咖啡因：C8H10O2N4 咖啡豆中的咖啡因从原先的0.7~3.0%降至0.02%，每处理1Kg咖啡豆需3~5L的水，咖啡豆的其它香味无损失。 流程： 咖啡豆 萃取塔（70~90℃，160~200atm） 水洗塔（吸收塔） 蒸馏（蒸发） 水＋咖啡因 SC-CO2从咖啡豆脱除咖啡因 SFE工业化中存在的困难 （1）高压设备投资和维修费用大，设计、制造技术要求高； （2）SFE萃取釜难以连续操作，生产能力低； （3）基础数据缺乏。 8.2　膜分离技术 定义：膜是两相之间的一个不连续区间，它以特定的形式控制着物质的传递。 这一广义定义不包括膜的材料、结构等信息，属于宏观层次的“黑箱”定义，而膜分离的研究开发往往需要在微观层次上进行。 膜一般很薄，厚度从几微米至几百微米。膜可为固体、液体或气体，常用的膜为多孔或非多孔的固相聚合的膜和近年来发明的液膜。从生产和应用，固体膜都占99%以上。 膜分离特点 膜的分离作用是借助膜在分离过程中的选择渗透作用，使混合物分离，宏观上相似于“过滤”。 物质选择性透过膜的能力可分为两类，一类是借助外界能量，物质发生由低区位向高区位的流动；另一类是以化学位差为推动力，物质发生由高位向低位的流动。 膜分离过程共同的特点： （1）膜分离过程中被分离的物质大都不发生相的变化，能耗通常较低； （2）一般无需从外界加入其他物质，从而节约资源和保护环境； （3）可以实现分离与浓缩、分离与反应同时进行，大大提高了过程效率； （4）通常在温和条件下进行，因而特别适用于热敏性物质的分离、分级浓缩与富集； （5）适用广泛（有机物或无机物的分离、特殊溶液体系如共沸物的分离） ； （6）膜的性能可以灵活调节； （7）膜组件简单，可实现连续操作，易与其他分离过程或反应过程耦合，易自控和维修，易于放大。 膜材料 化学稳定性好，耐高温。如PTFE膜，--40～260oC，可耐强酸，强碱和各种有机溶剂。具疏水性，可用于过滤蒸气及腐蚀性液体。 聚偏氟乙烯膜(PVDF)、聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚全氟磺酸 含氟材料 具有良好的化学稳定性和热稳定性，耐辐射，机械强度较高。 聚砜(PS)、聚醚砜 (PES)微滤膜 聚砜 具亲水性能，较耐碱而不耐酸，在酮、酚、醚及高相对分子质量醇类中，不易被浸蚀，孔径型号也较多。 尼龙-6(NY-6)、尼龙-66(NY-66)、芳香聚酰胺(PI)、芳香聚酰胺酰肼(PPP)、聚苯砜对苯二甲酰(PSA) 聚酰胺 成孔性、亲水性好、价廉易得，使用温度范围较广，可耐稀酸，不适用于酮类，酯类、强酸和碱类等液体的过滤。 二醋酸纤维素 (CDA)、三醋酸纤维素 (CTA)、硝化纤维素(CN)，混合纤维素(CN-C