超临界萃取工艺流程与设备的研究现状和发展趋势[1]

化工分离

14超临界萃取工艺流程与设备的研究现状和发展趋势

刘　欣3(　　　摘　要　。总结了超临

,并按照等温变压工艺、等压变温工艺及恒温恒压,指出各种工艺流程的优、缺点,为同类研究提供了参考;以间歇式萃取器、快开式萃取器封头为主,概括评述了超临界萃取技术在设备方面的研究现状,指出开发、研制连续化设备对实现工业规模化生产的重要性与迫切性,设计出一套以螺旋输送机为主来实现超临界萃取连续化进料的简易装置轮廓;最后对超临界萃取技术今后的发展方向进行了分析和讨论。　　　关键词　超临界流体　萃取　螺旋输送机

后各国也相继建立了SFE实用装置。我国从事SFE技术的研究是近十几年的事,也取得了一些可喜的成绩[2]。

　　本文就SFE工艺流程和设备的研究现状与发展趋势进行论述,并对SFE连续化进料装置进行了初步探索,提出一种利用螺旋输送机实现SFE连续化进料的设计轮廓。2　SC-CO2萃取的典型工艺流程

1　前言

　　超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction,简称SFE)是一种提取天然物质成分的新技术。改变气体(常用CO2)的温度、压力,使其处于超临界状态,形成一种介于液体和气体之间的流体。它不仅有较高的溶解能力和选择性,而且通过调节温度、压力即可从萃取物中将CO2分离出去。CO2无毒、无臭、不燃、廉价易得,无论从成本和提取的产品质量都比其它方法有利。另外,超临界萃取易于实现自动化连续生产。同一套装置可改为提取烟草、天然香料和其它药用植物成分,具有很强的转产应变能力。目前,超临界CO2萃取技术在我国已成功地应用于银杏黄酮

、紫杉醇、茶多酚、茶色素、桉叶油、沙棘油、麦胚芽油等十几种产品。　　德国在1978年建立了世界上第一套用于脱除咖啡豆中咖啡因的工业化SFE装置[1],其

3刘　欣,女,1977年1月生,硕士生。大连市,116012。

　　SFE技术基本工艺流程为:原料经除杂、粉碎或轧片等一系列预处理后装入萃取器中,系统冲入超临界流体(SuperCriticalFluid,简

物料在SCF作用下,可溶成分称SCF)并加压。

进入SCF相。流出萃取器的SCF相经减压、调

温或吸附作用,可选择性地从SCF相分离出萃取物的各组分,SCF再经调温和压缩回到萃取器循环使用[3]。

　　SC-CO2萃取工艺流程由萃取和分离两

化工分离

《化工装备技术》第23卷第2期2002年

　表1

流程

15

SC-CO2萃取典型工艺流程

工作原理

优点

缺点

实例

萃取和分离在同一温度下进行。萃取完毕,通过节流由于没有温度变化,故操作简压力高,图2

由于压力降低,CO2

流体对被萃取物单,可实现对高沸点、热敏性投资大,SFE啤酒等温变压工艺降压进入分离器。

能耗高。花的流程的溶解能力逐步减小,萃取物被析出,得以分离。萃取和分离在同一压力下进行。萃取完毕,通过热交

等压变温工艺换升高温度。CO2流体在特定压力下,

溶解能力随温度。

升高而减小,溶质析出。

图1

物质有影丙烷脱沥

响。青流程

流程在恒温恒压下进行3咖啡

该工艺始终处于恒定的超临界需特殊的

恒温恒压工艺吸附剂,如离子交换树脂,。SFE的

状态,所以十分节能。吸附剂。

大部分组成。,使原料同SC-CO2,达到平衡后,再通

过温度和压力的变化,使萃取物同溶剂SC-CO2分离,SC-CO2循环使用。整个工艺过程

100℃,此时丙烷对溶质的溶解能力将进一步下

降,使树脂沉析出来。分离出沥青、蜡和树脂等溶质后的油进入脱沥青油蒸馏塔。经蒸馏后,塔顶获得再生溶剂作循环使用,塔底得脱沥青油成品。

可以是连续的、半连续的或间歇的。根据分离条件不同,SC-CO2萃取有三种典型流程,见表1所示,其实例如图1、图2、图3所示。

图2　SFE啤酒花的流程(等温变压工艺)1—萃取器　2—膨胀阀　3—分离器4—冷凝器　5—蒸发器　6—二氧化碳泵

图1　丙烷脱沥青流程(等压变温工艺)

1—丙烷贮槽　2—丙烷冷凝器　3—沥青沉清器4—换热器　5—树脂沉清器　6—脱沥青油蒸馏塔

　　图2中自萃取器底部放出的萃取相经过节流降压,使溶剂的溶解度减小而进入分离器中析出,自分离器顶部放出的二氧化碳进冷凝器

　　图1中沥青沉清器中分别加入原料油和丙烷,使器内温度达到50℃,此时液体丙烷能溶解出沥青以外的所有原料油中的组分。由于丙烷在这种状态下粘度小,所以可方便地将沥青分离出来。为了将原料油中的蜡分离出来,可利用存在上临界温度的性质,将体系的温度下降,使蜡析出。例如将温度降低到4℃时,就可使大量蜡被离析出来。至于体系的降温简便地采用使少量丙烷汽化的方法即可达到。为了分离出原料油中的树脂,可将体系再次升温到

图3　咖啡因SFE的水吸收流程(恒温恒压工艺)

1—萃取塔　2—吸收塔　3—CO2压缩机4—膨胀阀　5—脱气器　6—蒸发器

化工分离

16超临界萃取工艺流程与设备的研究现状和发展趋势

76mm×215mm不锈钢无缝钢管焊制。筒体和法兰加工完之后,进行渗透探伤检查,保证没有裂纹和缺陷。萃取器制造完毕之后,以40M

Pa进行水压试验,萃取

,将填料,物料加入篮内。

冷凝成液体后用泵增压到萃取压力,并使之经 …… 此处隐藏：3079字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……