题目
“超临界二氧化碳”萃取法
“超临界二氧化碳”萃取法
题目解答
答案
超临界二氧化碳萃取是以超临界状态(温度31.3℃,压力7.15MPa)下的二氧化碳为溶剂,利用其高渗透性和高溶解能力来提取分离混合物的过程.超临界状态下的二氧化碳,其密度大幅度增大,导致对溶质溶解度的增加,在分离操作中,可通过降低压力或升高温度使溶剂的密度下降,引起其溶解物质能力的下降,可使萃取物与溶剂分离.与一般液体萃取相比,超临界二氧化碳萃取的速率和范围更为扩大,萃取过程是通过温度和压力的调节来控制与溶质的亲和性而实现分离的.
超临界二氧化碳萃取技术具有环境良好、操作安全、不存在有害物残留、产品品质高且能保持固有气味等特点.从20世纪50年代起已开始进入实验阶段,70年代以来超临界二氧化碳萃取技术在食品工业中的应用日趋广泛,80年代超临界二氧化碳萃取技术更广泛地用于香料的提取.进人90年代后,超临界二氧化碳萃取技术开始运用于从药用植物中提取药用有效成分等.我国对超临界流体技术的研究始于20世纪70年代末80年代初,与国外相比虽起步稍晚,但发展很快,在超临界流体萃取、精馏、沉析、色谱和反应等方面都有研究,涉及了化工、轻工、石油、环保、医药及食品等行业,不仅有基础研究,而且有工艺、工程开发.
超临界二氧化碳萃取技术具有环境良好、操作安全、不存在有害物残留、产品品质高且能保持固有气味等特点.从20世纪50年代起已开始进入实验阶段,70年代以来超临界二氧化碳萃取技术在食品工业中的应用日趋广泛,80年代超临界二氧化碳萃取技术更广泛地用于香料的提取.进人90年代后,超临界二氧化碳萃取技术开始运用于从药用植物中提取药用有效成分等.我国对超临界流体技术的研究始于20世纪70年代末80年代初,与国外相比虽起步稍晚,但发展很快,在超临界流体萃取、精馏、沉析、色谱和反应等方面都有研究,涉及了化工、轻工、石油、环保、医药及食品等行业,不仅有基础研究,而且有工艺、工程开发.
解析
考查要点:本题主要考查对超临界二氧化碳萃取技术的理解,包括其工作原理、分离机制、技术特点及应用领域。
解题核心:需明确超临界二氧化碳的物理性质变化(如密度、溶解能力)如何影响萃取过程,并对比传统液体萃取的差异。
关键点:
- 超临界状态条件(温度、压力)对二氧化碳性质的影响;
- 萃取与分离的物理机制(温度、压力调节对溶解度的控制);
- 技术优势(环保性、高效性)及应用历史(时间线与行业分布)。
萃取原理与过程
- 超临界状态的形成:
当二氧化碳处于31.3℃温度和7.15MPa压力下,分子间距和分子间作用力介于气体和液体之间,形成超临界流体。此时,其高渗透性和高溶解能力使其成为高效溶剂。 - 萃取与分离机制:
- 萃取阶段:超临界二氧化碳的高密度显著提升对溶质的溶解度,快速提取目标成分。
- 分离阶段:通过降压或升温降低溶剂密度,使溶解能力下降,从而分离溶质与溶剂。
技术特点与优势
- 环境友好:二氧化碳无毒、无残留,避免传统溶剂污染。
- 操作安全:无需高温,适合热敏性物质(如香料、药品)。
- 高效性:萃取速率快,分离精度高,可保持产品固有气味。
应用与发展
- 时间线:
- 20世纪50年代:实验阶段;
- 70年代:食品工业应用;
- 80年代:香料提取;
- 90年代:药用成分提取。
- 行业覆盖:涉及化工、轻工、石油、环保、医药、食品等领域,兼具基础研究与工程开发。