了解二氧化碳超临界萃取装置

超临界萃取技术是现代化工分离中出现的最新学科,是目前国际上兴起的一种先进的分离工艺。所谓超临界流体是指热力学状态处于临界点(Pc、Tc)之上的流体,临界点是气、液界面刚刚消失的状态点,超临界流体具有十分独特的物理化学性,它的密度接近于液体,粘度接近于气体,而扩散系数大、粘度小、介电常数大等特点,使其分离效果较好,是很好的溶剂。超临界萃取即高压下、合适温度下在萃取缸中溶剂与被萃取物接触,溶质扩散到溶剂中,再在分离器中改变操作条件,使溶解物质析出以达到分离目的。近几年来,超临界苯取技术的国内外得到迅猛发展,先后在啤酒花、香料、中草药、油脂、石油化工、食品保健等领域实现工业化。
超临界装置由于选择了二氧化碳介质作为超临界萃取剂,使其具有以下特点:
⑴操作范围广,便于调节。
⑵选择性好,可通过控制压力和温度,有针对性地萃取所需成份。
⑶操作温度低,在接近室温条件下进行萃取,这对于热敏性成份尤其适宜。萃取过程中排除了遇氧氧化和见光反应的可能性,萃取物能够保持其自然风味。
⑷从萃取到分离一步完成,萃取后的二氧化碳不残留在萃取物上。
⑸二氧化碳无毒、无味、不燃、价廉易得,且可循环使用。
⑹萃取速度快。
常用作SCF的溶剂有CO2、H2O、C2H6、C3H6、NH3、甲苯等,其中二氧化碳是工业上最常用萃取剂,二氧化碳是非极性溶剂,对于非极性、弱极性的目标组分的溶解度较大,而对于中等性、极性的物质来所说,一般要加入能改善其在二氧化碳中的溶解度的极性溶剂—改性剂。改性剂的加入还能降低操作温度和压力、缩短萃取时间。适宜的改性剂,其分子结构上应该既有亲脂基团,又有亲二氧化碳基团。改性剂改性作用可以从分子间相互作用得到解释。另外改性剂还起到了与待萃物争夺基体活性点的作用,使被萃物与基体的键合力减弱,从而更易被萃取出来。目前比较常用的改剂有甲醇、丙酮、乙醇、乙酸乙酯等,其中甲醇作为改性剂使用最为广泛。衍生化试剂可降低被萃物的极性,多用于酚和离子化合物的萃取。需要指出的是,改性剂的作用是有限的,它在改善超临界流体的溶解性的同时,也会削弱萃取系统的捕获作用,导致共萃物的增加,还可能会干扰分析测定。所以,改性剂的用量要尽可能少。
虽然超临界流体技术在许多方面已得到应用,但还远没有发挥其应有的作用这主要是因为目前对超临界流体性质的认识还远远不够,随着认识的深入,超临界流体技术势必得到越来越广泛的应用。