一種小型超臨界CO2萃取裝置的開發(fā)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、SCFE(超臨界流體萃取)技術(shù)是一種新型化工分離技術(shù)。經(jīng)過近30年來的發(fā)展,SCFE技術(shù)已經(jīng)成為一種節(jié)能的化工分離方法,引起了世界范圍內(nèi)眾多研究者的廣泛關(guān)注。不論在基礎(chǔ)理論研究或應(yīng)用方面,這項(xiàng)技術(shù)都取得了許多進(jìn)展。但由于人們對(duì)SCFE過程中的相平衡及傳遞理論研究尚不充分,SCFE技術(shù)在工藝、設(shè)備和工程上尚存在許多難點(diǎn),在一定程度上影響了此技術(shù)在更廣泛領(lǐng)域里的應(yīng)用。
　　本論文選擇CO2作為超臨界流體介質(zhì),分析了SCFE的溶解度參數(shù)

2、理論和SCF(超臨界流體)萃取固態(tài)物料的傳質(zhì)機(jī)理,提出了一種新的適用于小試實(shí)驗(yàn)的SC-CO2(超臨界二氧化碳)流體靜態(tài)二次萃取流程;研制和開發(fā)出一種具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、運(yùn)行可靠、故障率低等特點(diǎn)的小試SC-CO2流體萃取裝置;對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)行步驟、CO2的充注方式、萃取狀態(tài)的控制、分離方式等進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。并首次以SC-CO2流體的密度作為主要控制參數(shù)對(duì)花生仁進(jìn)行了三因素三水平正交實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析;最后對(duì)

3、本課題的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)SCFE的溶解度參數(shù)理論和SCF萃取固態(tài)物料的傳質(zhì)機(jī)理的分析表明:溶質(zhì)在SCF中的溶解能力與SCF的性質(zhì)及SCF的狀態(tài)有關(guān),還與溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),特別是分子量的大小、分子的結(jié)構(gòu)和揮發(fā)度等;影響SCFE過程傳質(zhì)速率的因素主要有組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù)、固體顆粒粒徑、時(shí)間、組分B在固體顆粒中的原始摩爾濃度、組分B和組分A在CO2流體中的摩爾濃度、CO2的流速和CO2的粘度系數(shù)等;并由此確定

4、,采用二次靜態(tài)萃取的方案作為小試試驗(yàn)方案具有可行性,并得出采用CO2密度作為萃取的主要控制參數(shù)更合理的結(jié)論。對(duì)以SC-CO2流體的密度作為主要控制參數(shù)的三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析表明:在本課題的實(shí)驗(yàn)條件下,SC-CO2流體二次靜態(tài)萃取花生仁的最佳工藝條件為——CO2密度為750kg/m3,萃取溫度為45℃,裝料量為100g;在影響SC-CO2流體萃取的因素中,CO2的密度是對(duì)萃取率影響最大的因素,萃取溫度次之,裝料量是對(duì)萃取率影