Mi a szuperkritikus technológia a széndioxid-evolúcióhoz? Mi a legfontosabb?
● Szuperkritikus folyadék extrakció, más néven szuperkritikus extrakció, nyomásfolyadék extrakció, szuperkritikus gáz extrakció. Oldószerként nagy sűrűségű, nagy sűrűségű szuperkritikus folyadékot használ a szükséges komponensek folyékony vagy szilárd anyagból történő kivonására, majd a hőmérséklet emelésével, a nyomás csökkentésével vagy mindkettővel, valamint az abszorpcióval kivont és kivont oldószert alkalmazza. Az alkatrészek szétválasztása.
● Már 1897-ben felismerték a szuperkritikus kitermelés koncepcióját. Ekkor azt tapasztalták, hogy a szuperkritikus állapotban lévő sűrített gáznak különleges oldó hatása van a szilárd anyagra. Például a kritikus pont feletti hőmérsékleten a fémhalogenid feloldható etanolban vagy szén-tetrakloridban, és csökkentett nyomáson kicsapódhat. De csak az 1960-as években kezdték el kutatni az ipari alkalmazásokat. A szuperkritikus szén-dioxid-extrakció mára új típusú extrakciós és elválasztási technológiává vált, amelyet széles körben alkalmaznak az élelmiszeriparban, a vegyiparban, az energiaiparban, az ízesítő és ízesítő iparban.
● 1. A szuperkritikus kitermelés elve
Amikor a folyadék hőmérséklete és nyomása kritikus állapotban van.
Az 1. ábra egy tiszta folyadék nyomásának és hőmérsékletének tipikus diagramja. Az AT ábrán a gáz-szilárd egyensúly szublimációs görbéje, a BT a folyadék-szilárd egyensúly olvadási görbéje, a CT a gáz-folyadék egyensúly telített folyadékának gőznyomás-görbéje, a T pont pedig a a háromfázisú gáz-folyékony szilárd anyag. Fázispont. A fázissebesség szerint, amikor a tiszta anyag gáz-folyadék-szilárd fázisa egyidejűleg létezik, a rendszer állapotának meghatározásakor a szabadság mértéke nulla, azaz minden tiszta anyagnak megvan a maga határozott hármaspontja. A tiszta anyagot a gáz-folyadék telítési vonal mentén melegítik. Az ábrán a C érték elérésekor a gáz-folyadék határfelület eltűnik, a rendszer tulajdonságai egyenletessé válnak, és már nem válnak szét gáz és folyadék formájában, és a C pontot kritikus pontnak nevezzük. Az e pontnak megfelelő kritikus hőmérsékletet és nyomást T0 kritikus hőmérsékletnek, illetve P0 kritikus nyomásnak nevezzük. Az ábra árnyékolt területei a kritikus hőmérséklet és a kritikus nyomás felett a szuperkritikus folyadék állapotához tartoznak.
1.1 A szuperkritikus folyadéknyomás és sűrűség aránya
A 2. ábra a szén-dioxid összehasonlító nyomását mutatja a kontraszt sűrűségéhez viszonyítva. Az ábra árnyékolt része a szuperkritikus extrakció tényleges munkaterülete. Látható, hogy a közvetlenül a kritikus hőmérséklet feletti régióban egy kis nyomásváltozás nagy sűrűségváltozáshoz vezet. Ennek a tulajdonságnak a felhasználásával lehetőség van a kívánt komponensek nagy sűrűségű körülmények között történő kivonására és elválasztására, majd az oldószerből kivont komponensek elválasztására a nyomás enyhe növelésével vagy csökkentésével.
2. ábra A tiszta szén-dioxid görbéje, a nyomáskontraszt kontraszt sűrűsége
1.2 A szuperkritikus folyadékok alapvető tulajdonságai
A szuperkritikus folyadékok három fő tulajdonsága a sűrűség, a viszkozitás és az öndiffúziós együttható. Az 1. táblázat összehasonlítja a szuperkritikus folyadékok, gázok és folyadékok ezen három fő tulajdonságát normál hőmérsékleten és nyomáson. Látható, hogy a szuperkritikus folyadék sűrűsége közel áll a folyadék sűrűségéhez, a viszkozitása közel a gázéhoz, és az öndiffúziós együttható a gáz és a folyadék között van, ami körülbelül 100-szor nagyobb, mint a folyadék, ami azt jelenti, hogy a szuperkritikus folyadék hasonlóságot mutat a folyékony oldószerrel. Az oldhatóság és a tömegátadás egyidejű sebessége a szuperkritikus extrakció során sokkal nagyobb lesz, mint az oldószer extrakciós sebessége ugyanabban a szakaszban, és hamarosan eléri az extrakciós egyensúlyt.
1.3. Szuperkritikus folyadékok oldhatósága
A szuperkritikus folyadékok oldhatósági tulajdonságai szorosan összefügghetnek sűrűségükkel. Általában összefüggés van egy anyag szuperkritikus folyadékban való oldhatósága és a szuperkritikus folyadék sűrűsége között, azaz lnC = klnp + m
Ahol k pozitív szám, azaz. az anyag oldhatósága egy szuperkritikus folyadékban a szuperkritikus folyadék sűrűségének növekedésével nő. Különböző anyagok oldhatósága szuperkritikus szén-dioxidban a 3. ábrán látható.
3. ábra Különböző anyagok oldott anyagainak sűrűsége szén-dioxidban
1.4 Tipikus szuperkritikus extrakciós folyamat
A szuperkritikus extrakciós folyamat főként két fázisból áll: egy extrakciós fázisból és egy szeparációs fázisból. Az extrakciós fázisban a szuperkritikus folyadék kivonja a kívánt összetételt a megbocsátásból; az elválasztási fázisban egy paraméter megváltoztatásával az extrahált komponenst elválasztják a szuperkritikus folyadéktól, és az extraktumot ciklizálják. A szétválasztás különböző módszerei szerint a szuperkritikus extrakció folyamata három kategóriába sorolható, nevezetesen az izoterm átalakulás folyamata stb.
A hőmérséklet-változó hőmérsékletű folyamat és az izoterm izobáros adszorpciós folyamat a következő.
1.4.1 Állandó hőmérséklet-csökkentési folyamat
A szuperkritikus folyadék különböző nyomásokon történő extrahálásának különbségét arra használjuk, hogy az oldott anyagot a nyomás változtatásával elválasszuk a szuperkritikus folyadéktól. Izoterm alatt azt értjük, hogy az extraktorban és a szeparátorban lévő folyadék hőmérséklete lényegében azonos. Ez a legkényelmesebb, amint azt a 4. ábra mutatja. Először az extraktort összenyomják
A gép eléri a szuperkritikus állapotot, majd a szuperkritikus folyadék belép az extraktorba, és összekeveredik a szuperkritikus extrakciós alapanyaggal. Az oldott anyagból kivont szuperkritikus folyadékot nyomáscsökkentő szelep után nyomásesésnek vetik alá, a sűrűséget csökkentik, az oldhatóságot csökkentik, az oldatot és az oldószert elválasztják. Külön a készülékben. Az extraktort ezután kompresszióval szuperkritikus állapotba hozzuk, és a fenti extrakciós elválasztási lépést addig ismételjük, amíg egy előre meghatározott extrakciós sebességet el nem érünk.
1 kivonó 2 tágulási szelep 3 elválasztó tartály 4 kompresszor
4. ábra Izoterm nyomás diagram
1.4.2 Az állandó nyomáson történő melegítés folyamata
Használja az anyag oldhatóságának különbségét a szuperkritikus folyadékban különböző hőmérsékleteken, és az oldott anyag a hőmérséklet megváltoztatásával elválik a szuperkritikus folyadéktól. Izobarts alatt azt értjük, hogy az extraktorban és a szeparátorban lévő folyadék nyomása lényegében azonos. Amint az a 2. ábrán látható. Az 5. ábra szerint az oldószerrel extrahált szuperkritikus folyadékot melegítjük és melegítjük, hogy az oldat elváljon az oldószertől, és az oldatot az elválasztó alatt ürítjük, és az extraktumot összenyomás és temperálás után újrahasznosítjuk.