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超臨界二氧化碳溶解機(jī)理及多級(jí)分離萃取工藝原理詳解
超臨界二氧化碳溶解機(jī)理的核心在于密度調(diào)控。當(dāng)CO?超過(guò)臨界溫度31.1℃和臨界壓力7.38MPa后，進(jìn)入超臨界態(tài)，其密度接近液體、粘度接近氣體、擴(kuò)散系數(shù)為液體的百倍。溶質(zhì)在超臨界CO?中的溶解度與流體密度直接相關(guān)，而密度可通過(guò)微調(diào)壓力和溫度連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同極性、沸點(diǎn)和分子量物質(zhì)的選擇性溶解。非極性小分子如揮發(fā)油、烴類(lèi)在低壓下即可萃取，極性較大的成分則需更高壓力，利用這一差異可實(shí)現(xiàn)分級(jí)分離。
多級(jí)分離萃取工藝基于等溫變壓或等壓變溫兩條路徑。等溫變壓流程中，超臨界CO?在高壓萃取釜中溶解目標(biāo)成分后，進(jìn)入多級(jí)分離器逐級(jí)降壓，每級(jí)壓力設(shè)定對(duì)應(yīng)不同組分的析出點(diǎn)，先析出弱極性物質(zhì)，后析出強(qiáng)極性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)粗分與精分同步完成。等壓變溫流程則通過(guò)逐級(jí)升溫降低CO?密度，使不同溶解度的組分依次析出。實(shí)際工業(yè)中常將兩種路徑耦合，并加入乙醇等夾帶劑調(diào)節(jié)CO?極性，以突破純CO?對(duì)高極性化合物溶解能力不足的局限。分離后的CO?經(jīng)冷卻壓縮循環(huán)使用，全過(guò)程無(wú)溶劑殘留，萃取與分離合二為一，是目前成熟的綠色分離工藝之一。
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