1、专题讲座:,超临界流体技术 简介,物理化学教研室,超临界流体技术简介*,1.超临界流体的含义 任何一种物质都存在三种相态,气相、液相、固相。三相呈平衡态共存的点叫三相点。在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。气体和液体统称为流体,它们之间并无严格分界,通常将低于临界温度TC的分别称为蒸气和液体,前者可通过压缩变为液体。当温度高于TC,则将压力比临界压力pC低的称为气体,它不能仅通过增压变为液体。对于温度高于TC、压力大于pC的那部分,难以区分为气体或液体,只能称为流体,其中接近临界点c 的称为超临界流体;也可以将所有T TC、p pC称为超临界流体( supercritical flu
2、id, SCF )。,图1.超临界流体(SCF),图3. 气液界面随温度升高消失的照片,图2. Disappearance of the meniscus at the critical point,2.超临界流体的特性 SCF特殊的溶解能力可以粗略的归因于它具有类似于液体的密度,而它的传递性质类似气体,如粘度接近气体,其扩散系数比气体小,但比液体高一个数量级,如表2,由以上特性可以看出,超临界流体兼有液体和气体的双重特性,其扩散系数大,粘度小,渗透性好, 与液体溶剂萃取相比,可以更快地完成传质,达到平衡,促进高效分离过程的实现。,3. 常用超临界流体萃取剂的临界特性,许多时候还添加少量携带剂
3、(entrainer)。也称夹带剂或共溶剂(cosolvent),能提高溶解度选择性。例如,添加1%乙酸,SCF-CO2中胡萝卜素的溶解度增加了25倍。,4.超临界流体萃取技术原理,SCFE工业化装置,5. CO2超临界流体萃取的特点,(1)可以在接近室温(3540)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。 (2)使用SCF是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然。 (3)萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的CO2-SF流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取效率高而且能耗较少,节约成本。 (4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒,故安全性好。 (5)CO2价格便宜、纯度高,容易取得,且可在生产过程中循环使用,从而降低成本。 (6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。,