超临界流体萃取过程

2000~5000r/min, 产生的离心力为重力的几百至几千倍。 操作时,在带有机械密封装置的套管式空心转轴的两端分 别引人重液和轻液,重液引人转鼓的中心,轻液引到转鼓的 外缘,在离心力的作用下,轻液由外向内, 重液由内向外,两 相沿径向逆流通过螺旋带上的各层筛孔,分散并进行相际 传质。传质后的混合物在离心力作用下又分为轻相和重 相,并分别引到套管式空心轴的两端流出。
③、其他因素
在选用萃取设备时 , 还要考虑其他一些因素 ,
如能源供应情况,在能源紧张地区应优先考虑节电, 故尽量选用依靠重力流动的设备;当厂房面积受限 制时,可选用塔式设备;当厂房高度受限制时,可选 用混合澄清器等。
选择萃取设备时应考虑各种因素列于下表。
二、超临界流体萃取
超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction,简称SFE
③、离心萃取器 离心萃取器是利用离心力的作用使两相快速混合、快速 分离的萃取设备。可按两相接触方式分为逐级接触式和微分 接触式两类。 A、转筒式离心萃取器 转筒式离心萃取器是一种单级
接触式设备 , 如图所示。重液和轻液由设备底部的三通管同 时进入混合室,在搅拌桨的作用下,两相充分混合进行传 质,然 后一起进入高速旋转的转鼓。转鼓中混合液在离心力的作用 下,重相被甩向转鼓外缘,轻相被挤向转鼓的中心部位。两相 分别经顶部的轻、重相堰流至相应的收集室 , 并经各自的排 出口排出。转筒式离心萃取器结构简单,效率高,易于控制,运 行可靠。
是近 20 年来迅速发展起来的一种新型的萃取分离技术。
是利用超临界流体 (Supercritical fluid, 简称 SCF) 作为萃取 剂,该流体具有气体和液体之间的性质,且对许多物质均具 有很强的溶解能力,分离速率远比液体萃取剂萃取快,可以 实现高效的分离过程。目前, 超临界流体萃取已形成了一
B、卢威式离心萃取器
卢威式离心萃取器是一种立式逐级接触式离心萃取设备。如 图所示为三级离心萃取Fra Baidu bibliotek,其主体是固定在外壳上的环行盘 , 此盘
随壳体作高速旋转。在壳体中央有固定不动的垂直空心轴,轴上装
有圆形圆盘且开有若干个喷出口。萃取操作时,原料液和萃取剂均 由空心轴的顶部加入,重液沿空心轴的通道下流至萃取器的底部而
要求的前提下,从经济角度衡量,使成本趋于最低。以下列出几
方面的因素可供选择时参考。 ①、工艺条件
对中、小生产能力,可用填料塔、脉冲塔;处理量较大时,可
选用转盘塔、筛板塔、振动筛板塔 ; 混合澄清器既适用于大处 理量,也适用于小型生产。
当分离要求的理论级数不超过3级时,各种萃取设备均可选
用;当需要的理论级数较多时,可选用筛板塔;更多时(如10~20级), 可选用有外加能量的设备 , 如混合澄清器、脉冲塔、往复筛板
卢威式离心萃取 器的优点 : 可以靠离
心力的作用处理密
度差小或易产生乳
化现象的物系 ; 设备
结构紧凑 , 占地面积 小 ; 效率较高。缺点
是 : 动能消耗大 , 设备
费用也较高。
C、波德式离心萃取器 波德式离心萃取器又称为离心薄膜萃取器, 简称POD 离心萃取器,是一种微分接触式萃取设备。主要由一水平 空心轴和一随轴高速旋转的圆柱形转鼓以及固定外壳组 成。转鼓由一多孔的长带卷绕而成,其转速一般为
引起密度的很大变化。且超临界流体的密度接近于液体 的密度，因此,超临界流体对液体、固体的溶解度与液体 溶剂的溶解度接近。而粘度却接近于普通气体 , 自扩散能 力比液体大100倍,渗透性更好。利用超临界流体的这种特 性,在高密度(低温、高压)条件下,萃取分离物质,然后稍微 提高温度或降低压力,即可将萃取剂与待分离物质分离。
进入第3级的外壳内,轻液由空心轴的通道流人第1 级,在空心轴内 ,
轻液与来自下一级的重液混合,进行相际传质,然后混合物经空心轴 上的喷嘴沿转盘与上方 固定盘之间的通道被甩到外壳的四周。靠 离心力的作用使轻、重相分开,重液由外部沿着转盘与下方固定盘 之间的通道而进入轴的中心 (如图中实线所示),并由顶部排出,其流 向为由第3 级经第2 级再到第1 级,然后进入空心轴的排出通道。轻 液则沿图中虚线所示的方 向,由第1级经第2级再到第3级,然后由第 3级进入空心轴的排出通道。两相均由萃取器的顶部排出。
在纯物质中 , 当操作温度超过它的临界温度 , 无论 施加多大的压力,也不可能使其液化。所以Tc温度 是气体可以液化的最高温度,临界温度下气体液化 所需的最小 压力pc就是临界压力。
2、超临界流体特征
当 物 质 温 度 较 其 临 界 值 高 出 10~100℃, 压 力 为 5~30MPa时物质进入超临界状态,此时,压力稍有变化,就会
波德式离心萃取器的优点：结构紧凑,物料停留时间短。 缺点：结构复杂,制造困难, 造价高,维修费和能耗均比较大。 适用于两相密度差小 , 易乳化 ,难分相及要求接触时间短、处 理量小的场合。
(2)、萃取设备的选择
萃取设备的类型很多 ,特点各异,必须根据具体对象、分离 要求和客观实际条件来选用。选择原则是：在满足工艺条件和
塔、转盘塔等。
②、物系的性质 A、对密度差较大、界面张力较小的物系,可选用无外加能 量的设备;对界面张力较大或粘度较大的物系 ,可选用有外加能 量的设备;对密度差很小,界面张力小,易于乳化的物系,可选用离 心萃取设备。 B、对有较强腐蚀性的物系,可选用结构简单的填料塔、脉 冲填料塔;对于放射性元素的提取,可选用混合澄清器、脉冲塔。 C 、对含有固体悬浮物或易生成沉淀的物系 , 容易堵塞 , 需 要定期清洗 , 可选用混合澄清器、转盘塔，也可考虑选用往复 筛板塔、脉冲塔,因为这些设备具有一定的自洗能力。 对稳定 性差、要求在设备内停留时间短的物系,可选用离心萃取器;对 要求停留时间较长的物系,可选用混合澄清器。
门新的化工分离技术,并开始在炼油、食品、香料等工业
中的一些特定组分的分离 上展示了它的应用前景。
1、流体的临界特征 稳定的纯物质及由其组成的定组成混合物具 有固有的临界状态点,临界状态点是气液不分的状 态 , 混合物既有气体的性质 , 又有液体的性质。此
状态点的温度Tc、压力pc、密度ρ称为临界参数。