分离工程_朱家文_第七章超临界萃取.pptVIP

分离工程 第七章 超临界萃取 目 录 7.1超临界萃取的发展 7.2超临界流体及其性质 7.3物质在超临界流体中的溶解度计算 7.4超临界萃取工艺流程 7.5超临界流体萃取过程的应用实例 7.1超临界萃取的发展 1879年Hanney和Hogarth发表了他们研究非挥发性无机盐，如氯化钴、碘化钾、溴化钾等在超临界乙醇中的溶解现象。 1905年，Buchner首先研究了萘在超临界CO2中的溶解。接着人们研究了蒽、菲、樟脑苯甲酸等挥发性有机物在超临界CO2、甲烷、乙烷、乙烯、三氟甲烷等中的溶解现象。 1955年，Todd 和 Eling提出超临界流体用于分离的理论，同时出现了相关的专利。 20世纪70年代的能源危机，使节能成为热点。无相变的超临界流体萃取迅速发展起来，人们期待用SFE分离醇和水的混合物，替代高能耗的精馏。 1978年，德国建成了超临界流体萃取咖啡因的工业化装置； 1979年，美国的Kerr— McGee开发了超临界流体处理渣油的工业化装置。 1982年，德国建成超临界CO2萃取啤酒花的大型装置，年处理5000吨； 我国在八十年代开始超临界流体萃取研究，国家在“八五”期间进行产业化攻关。 1994年，广州南方面粉厂从德国伍德（UHDE）公司进口一套萃取器为300升的超临界萃取装置，生产小麦胚芽油。现在最大的生产装置，萃取器体积为1500升。 7.2超临界流体及其性质 超临界流体（SCF） 是指物质的压力和温度同时超过其临界压力(Pc)和临界温度(Tc)时的流体。 即，TTc，PPc 超临界萃取原理 超临界流体的PVT关系 在临界点上： 对于理想流体，P-V-T的关系表示如下： PV = nRT 对于带压力的体系，1873年J.D.van der Waals给出了如下的计算式： Soave-Redlich-Kwong方程 Peng-Robinson方程 对于混合物，其混合规则为： 7.3物质在超临界流体中的溶解度计算 部分物质的超临界参数 卵磷脂的提取 丹参有效成分的提取 桂花香料 树兰香料 当归 本章结束 等温降压过程是应用最方便的一种流程。流体经升压后达到超临界状态，到达状态点1，流体经换热后进入萃取器与物料接触，溶解溶质，此过程压力保持不变，在状态点2。然后萃取物料通过减压进入分离器，到达状态点3，此时由于减压而使流体的溶解能力下降，溶质析出，减压后的流体经压缩后回到状态点1，进行下一个循环。 等温降压过程 等压情况下，通过改变过程的温度也能实现溶质的萃取和分离。但温度对溶质溶解度的变化比较复杂，在转变压力以下，温度增加溶解能力下降；在转变压力以上，温度下降，溶解能力下降。 等压变温过程 在分离器内放置能吸附被萃取物的吸附剂，可实现等压、等温下的萃取和分离，此时压缩机只用于克服循环阻力。但由于涉及到吸附剂的再生，故此流程适用于被萃取物较少的去杂质过程。 使用吸附剂的过程 超临界流体中加入惰性气体，如CO2中加入氮气或氩气可降低其溶解能力，达到分离溶质。此过程为恒温、恒压，但牵涉到混合气体的分离回收。 加入惰性气体的过程 7.5超临界流体萃取过程的应用实例 超临界萃取装置 中药材 钢瓶 压缩机 储气柜 过滤器 萃取器 分离器 吸收器 流量计 泵 恒温器 恒温器 泵 分离器 超临界流体提取工艺流程图 超临界萃取 分离工程 第七节 复杂精馏塔的计算 分 离 工 程 华东理工大学化工学院分离工程教学组 2007年11月 (1) 故压力微小变化可引起流体密度的巨大变化 (2) 扩散系数与气体相近，密度与液体相近。 (3) 密度随压力的变化而连续变化，压力升高，密度增加。 (4) 介电常数随压力的增大而增加。 这些性质使得超临界流体比气体有更大的溶解能力；比液体有更快的传递速率。 超临界流体的特性 图中： E—S为恒温减压分离过程 D——P为恒压升温分离过程 超临界CO2 萃取萘过程 1822年，Cagniard de la tour 首次发现，在一定条件下，物质可实现从液体到气体的连续过渡，这就是最早观察到的临界现象（见图）。 1869年，英国皇家学院的Thomas Andrews 画出了CO2的Pr(