一種小型超臨界CO2萃取裝置的開發(fā)與實驗研究.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,這項技術(shù)都取得了許多進展。但由于人們對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,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)機理,提出了一種新的適用于小試實驗的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)簡單、操作簡便、適用范圍廣、運行可靠、故障率低等特點的小試SC-CO2流體萃取裝置;對該系統(tǒng)的運行步驟、CO2的充注方式、萃取狀態(tài)的控制、分離方式等進行了分析和設(shè)計。并首次以SC-CO2流體的密度作為主要控制參數(shù)對花生仁進行了三因素三水平正交實驗,并對實驗結(jié)果進行了詳細的分析;最后對

3、本課題的實驗結(jié)果與文獻中的實驗結(jié)果進行了對比分析。對SCFE的溶解度參數(shù)理論和SCF萃取固態(tài)物料的傳質(zhì)機理的分析表明: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中的擴散系數(shù)、固體顆粒粒徑、時間、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驗的結(jié)果進行分析表明:在本課題的實驗條件下,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的密度是對萃取率影響最大的因素,萃取溫度次之,裝料量是對萃取率影