二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃,压力高于临界压力Pc=72.9atm的状态下,性质会发生变化,其密度近于液体,粘度近于气体,扩散系数为液体的100倍,因而具有惊人的溶解能力.用它可溶解多种物质,然后提取其中的有效成分,具有广泛的应用前景.超临界二氧化碳是目前研究最广泛的流体之一,因为它具有以下几个特点:
(1)CO2临界温度为31.26℃,临界压力为72.9atm,临界条件容易达到.
(2)CO2化学性质不活泼,无色无味无毒,安全性好.
(3)价格便宜,纯度高,容易获得.
所谓的二氧化碳超临界萃取是将已经压温加压成超临界状态的二氧化碳作为溶剂,以其极高的溶解力萃取平时不易萃取的物质,以下有几项关于萃取的说明:
(1)溶解作用
在超临界状态下,CO2对不同溶质的溶解能力差别很大,这与溶质的极性,沸点和分子量密切相关,一般来说有以下规律:亲脂性,低沸点成分可在104KPa(约1大气压)以下萃取,如挥发油,烃,酯,醚,环氧化合物,以及天然植物和果实中的香气成分,如桉树脑,麝香草酚,酒花中的低沸点酯类等;化合物的极性基团( 如-OH,-COOH等)愈多,则愈难萃取.强极性物质如糖,氨基酸的萃取压力则要在4×104KPa以上.另外化合物的分子量愈大,愈难萃取;分子量在200~400范围内的成分容易萃取,有些低分子量,易挥发成分甚至可直接用CO2液体提取;高分子量物质(如蛋白质,树胶和蜡等)则很难以二氧化碳萃取.
(2)将超临界二氧化碳大量地拿来做萃取之用是因为它具有以下几个萃取技术上的特点:
1. 萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速回复成为分离的两相(气液分离)而立即分开,不存在物料的相变过程,不需回收溶剂,操作方便;不仅萃取效率高,而且能耗较少,节约成本,并且符合环保节能的潮流.
2. 萃取操作容易,压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数.在临界点附近,温度压力的微小变化,都会引起CO2密度显着变化,从而引起待萃物的溶解度发生变化,可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的.压力固定,改变温度可将物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离;因此技术流程短,耗时少,占地小,同时对环境真正友善,萃取流体CO2可循环使用,并不会排放废二氧化碳导致温室效应!成为真正「绿色化」生产制程.
3.超临界流体的极性可以改变,一定温度条件下, 只要改变压力或加入适宜的夹带剂即可提取不同极性的物质,可选择范围广.
4.超临界CO2流体常态下是无色无味无毒的气体,与萃取成分分离后,完全没有溶剂的残留,可以有效地避免传统溶剂萃取条件下溶剂毒性的残留.同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是一种天然且环保的萃取技术.
5. 萃取温度低,CO2的临界温度为31.265℃,临界压力为72.9atm,可以有效地防止热敏性成分的氧化,逸散和反应,完整保留生质物体的生物活性;同时也可以把高沸点,低挥发度,易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来.
开原化机制造主要产品有:炼油、化工生产用各种塔器、换热器、储罐等化工容器;各种反应釜、反应炉;二氧化碳超临界萃取成套设备;化肥用氨合成塔等成套设备;用于生产山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇等产品的加氢用加氢反应釜、各种高压储罐等。产品主要材质有:碳钢、不锈钢、钛、镍及其复合材料等,适用于各种条件下的化工生产。我厂近年来采用了国内外先进技术,在磁力搅拌反应釜,生产型搅拌反应釜,搅拌反应罐等反应釜设计加工方面进行了一系列的改进,其研究的许多成果获得科研单位、生产厂家的好评。