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化工
题目

影响超临界流体萃取的因素有哪些?并对各因素进行解释

影响超临界流体萃取的因素有哪些?并对各因素进行解释

题目解答

答案

1.压力

超临界流体的密度随压力的增加而增大,溶解能力也相应增加。对于不同的物质,其萃取压力有很大的不同。

当压力增加到一定程度后,则溶解增加缓慢,这是由于高压下超临界相密度随压力变化缓慢所致。

2.温度

在一定压力下升高温度,密度降低,溶解能力相应下降;

在一定压力下升高温度,被萃取物挥发性增加,分子间结合的机会增加,从而使萃取量增大。

在选择萃取温度时要综合这两个因素考虑。3.被萃取物的极性

CO2超临界流体是一种非极性溶剂,因此它非常适用于弱极性物质的萃取。通过使用不同的携带剂来改变CO2的极性,使萃取范围扩大,可萃取极性较强的物质。

4.物料的粒度

一般情况下,粒度越小,扩散时间越短,有利于超临界流体向物料内部迁移,增加了传质效果;但物料粉碎过细会增加表面流动阻力,反而不利于萃取。

5.萃取剂流量

CO2的流量太大,CO2停留时间缩短,与被萃取物接触时间减少,不利于萃取率的提高。

但另一方面,CO2的流量增加,可增大萃取过程的传质推动力,相应地增大传质系数,使传质速率加快,从而提高SFE的萃取能力。

因此,合理选择CO2的流量在SFE中也相当重要。

6.夹带剂(助溶剂)的影响

合适的夹带剂能有效提高萃取率、降低操作压力等。

夹带剂的种类须根据被萃取组分的性质来选择,加入的量一般通过实验来确定。常用的夹带剂有水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。

解析

步骤 1:压力
超临界流体的密度随压力的增加而增大,溶解能力也相应增加。对于不同的物质,其萃取压力有很大的不同。当压力增加到一定程度后,则溶解增加缓慢,这是由于高压下超临界相密度随压力变化缓慢所致。
步骤 2:温度
在一定压力下升高温度,密度降低,溶解能力相应下降;在一定压力下升高温度,被萃取物挥发性增加,分子间结合的机会增加,从而使萃取量增大。在选择萃取温度时要综合这两个因素考虑。
步骤 3:被萃取物的极性
CO2超临界流体是一种非极性溶剂,因此它非常适用于弱极性物质的萃取。通过使用不同的携带剂来改变CO2的极性,使萃取范围扩大,可萃取极性较强的物质。
步骤 4:物料的粒度
一般情况下,粒度越小,扩散时间越短,有利于超临界流体向物料内部迁移,增加了传质效果;但物料粉碎过细会增加表面流动阻力,反而不利于萃取。
步骤 5:萃取剂流量
CO2的流量太大,CO2停留时间缩短,与被萃取物接触时间减少,不利于萃取率的提高。但另一方面,CO2的流量增加,可增大萃取过程的传质推动力,相应地增大传质系数,使传质速率加快,从而提高SFE的萃取能力。因此,合理选择CO2的流量在SFE中也相当重要。
步骤 6:夹带剂(助溶剂)的影响
合适的夹带剂能有效提高萃取率、降低操作压力等。夹带剂的种类须根据被萃取组分的性质来选择,加入的量一般通过实验来确定。常用的夹带剂有水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。

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