制药分离超临界流体萃取技术毕业论文设计word格式可编辑

制药分离超临界流体萃取技术毕业论文设计word格式可编辑内容摘要：

压力和温度的微小变化会显著地影响流体的性质（ 如密度、扩散系数等）。 图 2为 CO2压力 温度 密度关系图，由图可以看到，在临界点附近，温度和压力的微小变化，就会导致其密度的较大波动。 图 2 CO2压力 温度 密度关系 图 超临界流体萃取分离的原理 超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。 在超临界状态下，流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。 然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的 2个过程合为一体。 8 超临界流体的性质 无毒和不易燃性 在食品工业中，常用 CO2作为萃取剂，这主要 是由于 CO2无毒、不易燃易爆，有较低的临界温度和临界压力，易于从混合物中分离出溶质，而且价格低廉，有利于推广应用，降低成本。 有较低的临界温度和临界压力 CO2的临界温度为 ，临界压力为 ， CO2的临界条件比水更容易达到，因此该技术对设备要求较低，投资较小，易于实现工业化。 超临界流体的传递性质 超临界流体的密度接近于液体的密度，而黏度却接近于气体，自扩散能力比液体大100倍，与液体萃取相比，可以更快地完成传质，达到平衡，促进高效分离过程的实现。 超临界流体的溶解性 超临界流体的溶解度与密度有很大关系，在临界点附近，压力、温度的微小变化会引起流体密度的大幅度变化，从而影响其溶解能力。 在传统的分离方法中，溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的溶解度不同来实现分离的，蒸馏是利用溶液中组分的蒸汽压不同来分离的，而超临界流体萃取则是通过调节溶剂的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压而进行分离的，因此，它综合了溶剂萃取和蒸馏的两种功能和特点。 超临界流体的萃取选择性 超临界流体应具有良好的选择性，根据相似相溶原理，如果超临界流体与萃取物质的化学 性质越相似，溶解能力就越大 ,图 3给出了一些超临界萃取剂的临界参数。 CO2在食品工业中为最吸引人的萃取剂，主要是由于它有以下特点： 第一，分子量大于 500道尔顿的物质具有一定的溶解度。 第二，中、低分子量的卤化碳、醛、酮、酯、醇、醚非常易溶。 第三，低分子量、非极性的脂族烃（ 20碳以下）及小分子的芳烃化合物是可溶解的。 第四，分子量很低的极性有机物（如羧酸）是可溶的。 酰胺、脲、氨基甲酸乙酯、偶氮染料的溶解性较差。 9 第五，极性基团（如羧基，羟基、氨）的增加通常会降低有机物的溶解性。 第六，脂肪酸及甘油三酯具有较 低的溶解度，然而，单酯化作用可增强脂肪酸的溶解性。 第七，同系物中溶解度随分子量的增加而降低。 第八，生物碱、类胡萝卜素、氨基酸、水果酸和大多数无机盐是不溶的。 图 3 一些超临界流体的临界性质 影响萃取的因素 影响超临界萃取过程的因素有很多，如萃取压力、温度、超临界流体的极性、超临界流体的流量、物料颗粒大小以及是否加入夹带剂等。 这些因素都会对萃取效果 (包括 萃取速率和萃取产品的成分与纯度 )产生影响。 10 3 超临界萃取的特点 超临界流体 ( SCF) 萃取 , 例如 SCFCO2 ( 超临界二氧化碳 ) 与常规分离法 ( 水蒸气蒸馏、蒸馏、溶剂萃取法 ) 相比独具特色。 一般蒸馏法 ( 常压或真空 ) 均受物料体系的限制 ,对不耐热的产品和能产生恒沸混合物的体系不适用。 溶剂萃取法在溶剂回收时 , 产品损耗和溶剂残留、污染等问题都不可避免。 而 SCF, 例如 SCFCO2 , 只需改变 SCF 的温度和压力 , 就可改变 SCF 的溶剂性质。 据此选择萃取条件 , 在不同压力下 , 萃取物的范围不同 , 低压下可萃取低分子精油成分。 随着压力的升高 , 可萃取物质的范围也随之扩大 , 在 MPa 高压下 , SCFCO2与二氯甲烷具有同样的萃取能力。 因此 , 可根据萃取目的 , 调节适当的压力 ( 或温度 ) 进行选择性萃取。 例如 :天然物中通常含有大量不同的化学组成。 对于一定的溶剂 , 这些组成包括易溶的、不易溶的甚至不溶的。 因此 ,用不同溶剂萃取同一天然物 , 所得萃取物的组成并不相同。 为此 , 可将超临界 CO2萃取与传统的溶剂萃取和蒸气蒸馏进行比较。 图 4( a) 表示某种天然物的组成 : 纵坐标为组成的相对含量 , 横坐标为由挥发度、分子量、极性、化学性质等组成的综合参数与气相色谱保留时间相对应。 (a) 一种天然极性物质的典型构成 11 图 4 采用各种溶剂萃取天然物质的比较图 在水蒸气蒸馏法中 , 严格按物质的挥发度来提取组分。 如图 4(c) 纵线左侧阴影部分即为提取的组成。 用乙醇 水溶剂萃取 , 相应的萃取组成见图 4(d) 左侧阴影部分。 左上端斜线为溶剂和溶质分离时的损失部分。 二氯甲烷是溶解能力很强的萃取剂。 所以萃取组成范围较广 , 如图 4( b)，但不能萃取出大分子量聚合物。 图 4( e) 表示用超临界 CO2进行萃取 , 温度一定时 ,萃取组成随萃取压力而变化。 小于临界压力 ,只能萃取出具有挥发性的精油成分。 随着压力增加 ,则萃取组成范围扩大 , 高压下萃取组成可接近二氯甲烷的萃取组成。 因此 ,如果选择适宜的萃取压力和分离压力 , 便可实现部分萃取。 并且 SFE 集萃取与回收溶剂为一体 , 当饱含溶解物的 SCF 流经分离器时 ,由于压力降低 , 使得萃取剂与萃取物迅速成为两相 ( 气 液分离 ) 而立即分开 , 不需进行溶剂回收和萃取物浓缩 , 全过程与用有机溶剂的常规方法相比 , 不仅效率高且耗能少。 综上所述 , 可以归纳出下列 SCF 萃取的特点 : 第一， SCF 技术是高压技术 , 对 设备要求较高 . 目前 , 该技术设备费用昂贵 , 折旧费在总成本中占较大比重。 第二， 具有高度选择性 , 可分离高沸点混合物 ( 难挥发物 ) , 形成一个加料 SC 相 . 由于可在低温下操作 , 所以 , 此技术适合于分离热不稳定物质。 第三， SCF 提取高沸点物质的能力 , 随流体密度增加而提高 . 当保持密度不变时 , 萃取能力随温度上升而提高。 在一定程度上 , 产率随时间延长而增加。 第四，此技术兼有蒸馏和萃取双重功能 , 可用于有机物的分馏、精制 , 特别是对于难分离的同系物的分馏精制 , 更具特 色。 第五， SCF 与萃取物分离后 , 只要重新压缩就可循环使用。 第六， 同类物质 , 如同系有机物 , 按沸点升高顺序进入 SC 相。 第七， SCF 技术用于浓缩分离目的时 , 操作大为简便 , 能耗大为降低。