南农生物分离工程超临界

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1、超临界流体萃取(SupercriticalFluidExtraction)超临界流体的发展1822年Cagniard首次报道物质的临界现象1869年Andrew测定CO2的临界参数1879年HannayHogarth超临界流体对固体有溶解力1970年Zosel采用sc-CO2萃取技术提取咖啡因1992年Desimonesc-CO2为溶剂，超临界聚合反应MichelPerrut国际超临界流体发展委员会的奠基人80年代是超临界萃取发展的10年，90年代已经集中在超临界条件下进行材料合成了，目前致力于超临界反应的进展。超临界流体的定义临界状态是物质的气、液两态能平衡共存的一个

2、边缘状态,在这状态下,液体和它的饱和蒸汽密度相同,因而它们的分界面消失,这状态只能在一定温度和压强下实现,此时的温度和压强分别称为“临界温度”和“临界压强”。•SOLIDGASLIQUIDSUPERCRITICALFLUIDTriplepointCriticalpoint•Pressure(bar)Temperature(ºC)7431.1ºC-56.3ºC5.1PhasediagramforpureCO2©MontereyBayAquariumResearchInstitute-78ºC1•SOLIDGASLIQUIDSUPERCRITICALFLUIDTriplep

3、ointCriticalpoint•Pressure(bar)Temperature(K)30374•SOLIDGASLIQUIDSUPERCRITICALFLUIDTriplepointCriticalpoint•Pressure(bar)Temperature(K)30374•SOLIDGASLIQUIDSUPERCRITICALFLUIDTriplepointCriticalpoint•Pressure(bar)Temperature(K)30374•SOLIDGASLIQUIDSUPERCRITICALFLUIDTriplepointCriticalpoint•

4、Pressure(bar)Temperature(K)30374SupercriticalFluidBothGasandliquidphaseshavethesamedensitiesinthisrange.CarbonDioxideisnormallyusedsinceit’scriticalpointisat73.8barand31.1degreeCelsius,averyeasilyreachedconditionTwoSeparatephasesofCarbonDioxideOneSupercriticalPhaseOfCarbonDioxideSCFsarei

5、ntermediatebetweenliquidsandgases纯二氧化碳密度随压力与温度的变化特点:在临界点附近,密度有很宽的变化范围;温度,压力微调可使密度显著变化g/L纯二氧化碳在40℃下的密度,粘度,自扩散系数×密度值随压力的变化关系VariationofsolventpowerofCO2withpressureDensity(gml-1)Hildebrandparameter(calcm-3)0.5310K=37°C320K=47°C330K=57°C超临界流体的性质物理特征密度（g/cm3）粘度（g/cm/s）扩散系数（cm2/s）气体（0.6-2）*10

6、-3（1-4）*10-40.1-0.4液体0.6-1.6（0.2-3）*10-2（0.2-2)*10-5SCF0.2-0.9（1-9）*10-4（0.2-0.7)*10-3SCF传递特性与气体，液体的特征比较超临界流体的主要特性密度类似液体，因而溶剂化能力很强，压力和温度微小变化可导致其密度显著变化压力和温度的变化均可改变相变粘度,扩散系数接近于气体，具有很强传递性能和运动速度SCF的介电常数，极化率和分子行为与气液两相均有着明显的差别CommonsupercriticalfluidsSupercriticalfluidsaresubstancesabovetheirc

7、riticaltemperaturesandpressures,whosepropertiesareintermediatebetweenthoseofgasesandliquids,andwhichcanbecontrolledbybothtemperatureandpressure.CarbondioxideTc=31.1°CPc=73.8barFluoroformTc=25.9°CPc=48.2bar三氟甲烷WaterTc=374.0°CPc=220.6barAmmoniaTc=132.4°CPc=113.2bar氨EthaneTc