二氧化碳在溫度高于臨界溫度Tc=31.26℃,壓力高于臨界壓力Pc=72.9atm的狀態(tài)下,性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化,其密度近于液體,粘度近于氣體,擴(kuò)散系數(shù)為液體的100倍,因而具有驚人的溶解能力.用它可溶解多種物質(zhì),然后提取其中的有效成分,具有廣泛的應(yīng)用前景.超臨界二氧化碳是目前研究最廣泛的流體之一,因?yàn)樗哂幸韵聨讉€(gè)特點(diǎn):
(1)CO2臨界溫度為31.26℃,臨界壓力為72.9atm,臨界條件容易達(dá)到.
(2)CO2化學(xué)性質(zhì)不活潑,無(wú)色無(wú)味無(wú)毒,安全性好.
(3)價(jià)格便宜,純度高,容易獲得.
所謂的二氧化碳超臨界萃取是將已經(jīng)壓溫加壓成超臨界狀態(tài)的二氧化碳作為溶劑,以其極高的溶解力萃取平時(shí)不易萃取的物質(zhì),以下有幾項(xiàng)關(guān)于萃取的說(shuō)明:
(1)溶解作用
在超臨界狀態(tài)下,CO2對(duì)不同溶質(zhì)的溶解能力差別很大,這與溶質(zhì)的極性,沸點(diǎn)和分子量密切相關(guān),一般來(lái)說(shuō)有以下規(guī)律:親脂性,低沸點(diǎn)成分可在104KPa(約1大氣壓)以下萃取,如揮發(fā)油,烴,酯,醚,環(huán)氧化合物,以及天然植物和果實(shí)中的香氣成分,如桉樹(shù)腦,麝香草酚,酒花中的低沸點(diǎn)酯類等;化合物的極性基團(tuán)( 如-OH,-COOH等)愈多,則愈難萃取.強(qiáng)極性物質(zhì)如糖,氨基酸的萃取壓力則要在4×104KPa以上.另外化合物的分子量愈大,愈難萃??;分子量在200~400范圍內(nèi)的成分容易萃取,有些低分子量,易揮發(fā)成分甚至可直接用CO2液體提??;高分子量物質(zhì)(如蛋白質(zhì),樹(shù)膠和蠟等)則很難以二氧化碳萃取.
(2)將超臨界二氧化碳大量地拿來(lái)做萃取之用是因?yàn)樗哂幸韵聨讉€(gè)萃取技術(shù)上的特點(diǎn):
1. 萃取和分離合二為一,當(dāng)飽含溶解物的二氧化碳超臨界流體流經(jīng)分離器時(shí),由于壓力下降使得CO2與萃取物迅速回復(fù)成為分離的兩相(氣液分離)而立即分開(kāi),不存在物料的相變過(guò)程,不需回收溶劑,操作方便;不僅萃取效率高,而且能耗較少,節(jié)約成本,并且符合環(huán)保節(jié)能的潮流.
2. 萃取操作容易,壓力和溫度都可以成為調(diào)節(jié)萃取過(guò)程的參數(shù).在臨界點(diǎn)附近,溫度壓力的微小變化,都會(huì)引起CO2密度顯著變化,從而引起待萃物的溶解度發(fā)生變化,可通過(guò)控制溫度或壓力的方法達(dá)到萃取目的.壓力固定,改變溫度可將物質(zhì)分離;反之溫度固定,降低壓力使萃取物分離;因此技術(shù)流程短,耗時(shí)少,占地小,同時(shí)對(duì)環(huán)境真正友善,萃取流體CO2可循環(huán)使用,并不會(huì)排放廢二氧化碳導(dǎo)致溫室效應(yīng)!成為真正「綠色化」生產(chǎn)制程.
3.超臨界流體的極性可以改變,一定溫度條件下, 只要改變壓力或加入適宜的夾帶劑即可提取不同極性的物質(zhì),可選擇范圍廣.
4.超臨界CO2流體常態(tài)下是無(wú)色無(wú)味無(wú)毒的氣體,與萃取成分分離后,完全沒(méi)有溶劑的殘留,可以有效地避免傳統(tǒng)溶劑萃取條件下溶劑毒性的殘留.同時(shí)也防止了提取過(guò)程對(duì)人體的毒害和對(duì)環(huán)境的污染,是一種天然且環(huán)保的萃取技術(shù).
5. 萃取溫度低,CO2的臨界溫度為31.265℃,臨界壓力為72.9atm,可以有效地防止熱敏性成分的氧化,逸散和反應(yīng),完整保留生質(zhì)物體的生物活性;同時(shí)也可以把高沸點(diǎn),低揮發(fā)度,易熱解的物質(zhì)在其沸點(diǎn)溫度以下萃取出來(lái).
開(kāi)原化機(jī)制造主要產(chǎn)品有:煉油、化工生產(chǎn)用各種塔器、換熱器、儲(chǔ)罐等化工容器;各種反應(yīng)釜、反應(yīng)爐;二氧化碳超臨界萃取成套設(shè)備;化肥用氨合成塔等成套設(shè)備;用于生產(chǎn)山梨醇、木糖醇、麥芽糖醇等產(chǎn)品的加氫用加氫反應(yīng)釜、各種高壓儲(chǔ)罐等。產(chǎn)品主要材質(zhì)有:碳鋼、不銹鋼、鈦、鎳及其復(fù)合材料等,適用于各種條件下的化工生產(chǎn)。我廠近年來(lái)采用了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),在磁力攪拌反應(yīng)釜,生產(chǎn)型攪拌反應(yīng)釜,攪拌反應(yīng)罐等反應(yīng)釜設(shè)計(jì)加工方面進(jìn)行了一系列的改進(jìn),其研究的許多成果獲得科研單位、生產(chǎn)廠家的好評(píng)。