制药工程原理与设备分离工程基础与设备超临界萃取PPT课件.pptx

超临界萃取是一种高效的物质分离和提取技术，主要应用于制药、食品、化工等领域。它利用物质在超临界状态（即超过其临界温度和临界压力）下具有独特的物理性质，使得溶剂和溶质之间的相互作用得以优化，从而高效地提取目标成分。 1. **超临界流体的概念** 超临界流体是指处于临界温度和临界压力之上的物质，其状态既不是气体也不是液体，而是具有两者特性的流体。这种状态下，物质的密度接近液体，而扩散性和粘度接近气体，使得超临界流体成为理想的萃取介质。 2. **超临界流体的特性** - 密度：接近液体，提高萃取能力。 - 扩散系数：介于气体和液体之间，加快萃取速度。 - 蒸发：接近超临界点时，蒸发几乎消失，利于传热和节能。 - 密度敏感性：微小的温度或压力变化可显著改变流体密度，影响溶质溶解度。 3. **超临界萃取工艺流程** 超临界萃取通常包括以下几个步骤： - 升压：溶剂通过升压装置达到超临界状态。 - 萃取：超临界流体进入萃取器与原料接触，溶质被萃取。 - 分离：通过降压阀节流膨胀，降低溶剂密度，实现萃取物与溶剂分离。 - 循环：溶剂经泵或压缩机加压再次进入萃取过程，重复以上步骤。 4. **超临界萃取工艺特点** - 结合精馏和液液萃取的特点，根据物质的挥发性和分子间亲和力进行分离。 - 温度和压力容易控制，保证产品质量稳定。 - 溶剂可循环利用，效率高，能耗低。 - 适用于热敏性物质，无溶剂残留问题。 5. **超临界萃取剂的选择** - 化学稳定性好，不腐蚀设备。 - 临界温度适中，接近操作条件。 - 临界压力不宜过高，以降低成本和设备要求。 - 萃取选择性强。 - 价格便宜，来源广泛。 6. **超临界CO2的特性** - 密度：随压力和温度变化大，影响溶解能力。 - 传递性能：接近液体的溶解能力，气体般的扩散速度，提高萃取效率。 - 溶解性能：对不同物质溶解能力差异大，受极性等因素影响。 超临界CO2是最常用的超临界流体，因其临界温度和压力适中，化学稳定性好，无毒，价格低廉，因此在制药工程中得到广泛应用，尤其适合提取非极性和弱极性物质，如精油、色素和药物成分等。通过对温度和压力的精确控制，可以实现高效、环保的分离与提取过程。