新型分离技术.ppt

此外，SCF的密度和介电常数随系统压力的增加而增加，极性增大，利用程序升压可得不同极性的成分进行分步提取。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可通过控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使SCF变成普通气体，被萃取物质则自动完全析出或基本析出，从而达到分离提纯的目的，且得萃取和分离两过程会为一体。第37页,共53页，星期六，2024年，5月2.4SFE的特点（1）压力和温度都可成为调节萃取过程的参数。临界点附近压力、温度的微小变化都会引起CO2密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化。此外，压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离；因此工艺流程短、耗时少；对环境无污染，SCF可循环使用，生产过程绿色化；（2）萃取和分离合二为一。当含溶解物的SC-CO2流经分离器时，由于压力下降使CO2与萃取物迅速分为两相而当即分开，不需回收溶剂，操作方便；萃取效率高，耗能少；第38页,共53页，星期六，2024年，5月（3）SC-CO2在进行SCF操作时，条件温和，可有效防止热敏性成分氧化和分解，并能较好保留被分离成物的生物活性，且萃取过程能耗低；（4）SC-CO2与萃取成分分离后，完全没有溶剂残留，防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染；（5）SCF的极性可改变，一定温度下，只需改变压力或加入适宜的夹带剂，即可提取不同极性的物质，选择范围广。第39页,共53页，星期六，2024年，5月2.5SFE工艺流程SFE过程是由萃取阶段和分离阶段组合而成。在萃取阶段，SCF将所需组分从原料中提取出来；在分离阶段，通过变化某个参数或其它方法，使萃取组分从SCF中分离出来，并使萃取剂循环使用。SFE过程分为三种基本流程：等温法，等压法和吸附法。第40页,共53页，星期六，2024年，5月(1)等温法应用最广泛的SFE流程，它通过压力变化而使萃取组分从SCF中分离出来，萃取了溶质的SCF经过膨胀阀后压力下降，其溶质的溶解度下降，溶质析出后，由分离槽底部取出，充当萃取剂的气体则经压缩机送回萃取循环使用。第41页,共53页，星期六，2024年，5月等温法SFE工艺流程图第42页,共53页，星期六，2024年，5月图等温SFE过程第43页,共53页，星期六，2024年，5月上图中，CO2气体经压缩升温达到最大溶解能力状态1，然后加到萃取器中与被萃取物料接触进行萃取，由于SCF扩散速度快，传质过程很快达到平衡，过程维持压力恒定，温度下降，密度增加，达到状态2；从2出来的物料经膨胀阀压力下降，等温过程，达到状态3，此时SCF的溶解能力下降，溶质析出；溶剂CO2经压缩机加压升温至状态1。第44页,共53页，星期六，2024年，5月（2）等压法利用温度的变化来实现溶质与萃取剂的分离，萃取了溶质的SCF经加热升温使萃取剂与溶质分离，萃取剂经降温升压后送回萃取器中使用。第45页,共53页，星期六，2024年，5月（3）吸附法采用可吸附溶质而不吸附萃取剂的吸附剂使两者分离，萃取剂气体经压缩后循环使用。第46页,共53页，星期六，2024年，5月2.6SFE技术的应用第47页,共53页，星期六，2024年，5月（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；第48页,共53页，星期六，2024年，5月（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）。第49页,共53页，星期六，2024年，5月2.7SFE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。第50页,共53页，星期六，2024年，5月流程：咖啡豆萃取塔（70~90℃，160~200atm）水