Hlavné faktory ovplyvňujúce extrakciu superkritického oxidu uhličitého

Nov 06, 2024

Zanechajte správu

1. Extrakčný tlak
Keď je teplota konštantná, má rozpustnosť superkritického oxidu uhličitého tendenciu zvyšovať sa so zvyšovaním extrakčného tlaku, ale keď sa tlak zvyšuje do určitej miery, rozpustnosť rastie pomaly. Nadmerný tlak spôsobí extrakciu neprchavých látok a zvýši obsah nečistôt v extrakte. Zvyčajne možno slabo polárne látky extrahovať pri nižších tlakoch, zatiaľ čo vysoko polárne látky vyžadujú extrakciu pri vyšších tlakoch. Preto je pre rôzne extrakty optimálny prevádzkový tlak veľmi odlišný.


2. Teplota extrakcie
Vplyv teploty na extrakčný efekt je komplikovanejší a zvolený teplotný rozsah je odlišný pre rôzne komponenty. Pre nízkotlakovú zónu blízko kritického bodu oxidu uhličitého môže zvýšenie teploty zvýšiť prchavosť a difúznu kapacitu separovaných zložiek, ale nestačí to na kompenzáciu poklesu rozpustnosti spôsobeného prudkým poklesom hustoty superkritický oxid uhličitý so zvyšujúcou sa teplotou. Vo vysokotlakovej zóne má superkritický oxid uhličitý veľkú hustotu a nízku stlačiteľnosť. V tomto čase hustota oxidu uhličitého klesá menej, keď sa teplota zvyšuje, ale tlak pár a difúzny koeficient zložiek, ktoré sa majú oddeliť, sa výrazne zvyšujú, čím sa zvyšuje rozpustnosť rozpustenej látky.


3. Doba extrakcie a prietok CO2
Na začiatku extrakcie je kontakt medzi rozpúšťadlom a rozpustenou látkou nedostatočný a výťažok je nízky. So zvyšujúcim sa časom extrakcie prenos hmoty dosiahne určitú úroveň a rýchlosť extrakcie sa zvyšuje, kým nedosiahne maximum. V dôsledku redukcie zložiek, ktoré sa majú oddeliť, sa výkon prenosu hmoty zníži a rýchlosť extrakcie sa zníži. Keď je výťažok konštantný, čím väčší je prietok, tým menší je odpor prenosu tepla medzi rozpúšťadlom a rozpustenou látkou, tým vyššia je rýchlosť extrakcie a tým kratší je potrebný čas, ale regeneračné zaťaženie extrakcie sa zvýši. Preto by sa z ekonomického hľadiska mala zvoliť vhodná doba extrakcie a prietok.


4. Veľkosť častíc materiálu
Veľkosť častíc extraktu by mala byť stredná. Čím menšia je veľkosť častíc, tým väčšia je kontaktná plocha so superkritickou tekutinou, čo zvyšuje efekt prenosu hmoty a prispieva k zvýšeniu rýchlosti extrakcie. Ak je však veľkosť častíc príliš malá, zablokuje sitový otvor, čo spôsobí zablokovanie filtračného sita na výstupe z extraktora, čím sa zníži extrakčný efekt a bude nepriaznivé pre extrakciu.


5. Unášač
Superkritická kvapalina oxidu uhličitého je lipofilné a nepolárne rozpúšťadlo. Podľa princípu podobné rozpúšťa podobné má dobrú rozpustnosť pre nepolárne látky rozpustné v oleji, ale zlú rozpustnosť pre látky s určitou polaritou. V tomto čase je často potrebné pridať unášače rôznych polarít, aby sa nastavila polarita superkritickej tekutiny s oxidom uhličitým, zvýšila sa rozpustnosť extrahovaných látok v tekutine oxidu uhličitého a umožnila sa extrakcia materiálov, ktoré pôvodne neboli schopné extrahovať nadkritickým oxidom uhličitým.