余晓爱doc-温州大学化学与材料工程学院VIP专享VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页超临界流体技术的原理及其应用06化本余晓爱指导教师胡新根一、什么是超临界流体？纯净物质要根据温度和压力的不同，呈现出液体、气体、固体等状态变化，如果提高温度和压力，来观察状态的变化，那么会发现，如果达到特定的温度、压力，会出现液体与气体界面消失的现象该点被称为临界点超临界流体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体，在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。举二氧化碳的相图为例二氧化碳的相图如上图所示点A为气态与液态的临界点，从点A向上做T轴的垂线，AE，从点A向右做水平线AF，则EAF区为超临界流体区。也就是说超临界流体是指超过临界温度与临界压力状态的流体。如果某种流体处于临界温度之上（即T＞Tc），无论压力多高（即P＞Pc），也不能液化，这个状态的物质常常不称为气体或液体，而被称为超临界流体二、超临界流体的特性超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不发生液化的非凝聚性气体。超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。即，密度大大高于气体，粘第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页度比液体大为减小，扩散度接近于气体。另外，根据压力和温度的不同，这种物性会发生变化，因此，在提取、精制、反应等方面，越来越多地被用来做代替原有有机溶媒的新型溶媒使用。例如，水的密度、离子、介电常数等以临界温度374℃为分界，发生急剧的变化。特别是在常温状态下极性溶媒－水的介电常数到了临界点以上会急剧减小，超临界水的介电常数减小到与有机溶媒相同的水平。由于这种特性，水在超临界状态，便具有与有机溶媒相同的特性，变成了可以与有机物完全混合的状态。热容量值有较大变化，这也是临界点非常独特的特性之一。临界点的热容量值急剧上升，几乎达到了无限大，然后再减小，如果恰当地利用这种特性，将能够得到一种非常优秀的热媒体。三、超临界流体的应用近20年，超临界流体技术发展迅速，已由理论研究向工业应用方向发展。超临界流体技术的特点是利用温度和压力处于临界时物质处于一种特殊的均相状态，而在这种状态下的流体具有优良的溶解能力和传质性能。特别是它采用的二氧化碳为萃取溶剂，无毒、便宜，不存留在被萃取的物质产品之中，不会带来任何环保问题，从而被称为与“环境友好”的工业技术，因此用它来萃取各种原料的有效成分最为理想。在贵阳召开的第四届全国超临界流体技术学术及应用研讨会，中国科学院院士涂光炽、汪家鼎、彭少逸，日本有关专家和中国科学院有关研究所、全国多所高校的相关科研机构及部分企业厂家共170余位代表出席了这次学术研讨会，会议论文集共收入论文109篇，涉及到相平衡与物性等基础研究和萃取分离、反应、材料制备、设备制造等各个应用领域。从这次会议上我们了解到，我国的超临界技术在各种不饱和脂肪酸油脂、除虫菊、脱脂蛋黄卵磷脂、啤酒花浸膏、茶叶咖啡因、姜油、各种药用植物有效成分、辣椒红色素等的提取应用已经逐渐从实验室转向工业化生产。据不完全统计，我国从１９９３年在北京建成第一套超临界萃取装置到现在，已建成萃取器规模100升以上的装置30多套。应用范围也扩展到医药、食品、化妆品、香精香料、生物、环保及化工第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页行业。近几年在中药现代化研究中应用特别广泛。我国科研人员从70年代末80年代初开始超临界流体技术的研究，经过了二十几年的发展，无论是在基础研究还是应用研究都取得了长足的发展，并不断完善和拓宽了这一技术，到目前为止在超临界络合萃取、超临界微乳萃取和超临界分馏萃取、亚临界流体萃取、超高压萃取、新型超临界流体的开发和二氧化碳萃取的强化等方面取得了很好的研究进展。随着加入WTO，我国将更加严格的环保和食品法规限制，对纯天然产品的需求，对新的健康食品和药品的需求，对绿色过程的需求使得这一技术越来越受到人们欢迎，预示着...