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萃取设备厂家浅谈固体介质物料在亚临界溶剂中的传质机制

时间:2022-09-16 09:20:08 点击:23 次 来源:河南亚临界机械装备有限公司
  从固体介质中萃取目标组分是亚临界溶剂萃取中常见的情形,也是萃取效果非常好的情况,例如,从麦胚中萃取胚芽油,从植物根叶、花中提取色素精油、香料等。在固体介质的萃取过程中,均涉及溶质和溶剂的传质过程。在固体介质中,溶质(固体或液体)以物理包埋截留、吸附,或者化学键结合等方式附着在多孔介质内。在萃取过程中,溶剂是由外向内的传质过程,而溶质是由内向外的扩散过程。前-过程是后过程的基础,溶质经历内扩散和外扩散到达溶剂相中,形成一个由内到外逐渐减小的浓度梯度,达到扩散平衡。在亚临界萃取过程中,亚临界溶剂是溶剂,目标萃取物是溶质。亚临界溶剂的优势在于其扩散系数大、黏度小。相对于液体溶剂,压力溶剂对固体介质中组分的传质效果十分有利。

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  首先,在内扩散过程中,亚临界溶剂的高扩散性利于溶剂扩散到固体介质内部微结构中,溶解在溶质中,促进溶剂和溶质的互溶,改善溶质在介质内部的扩散,从而促进整个过程的传质。

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  除了内扩散传质和相际传质外,在外扩散传质过程中,还涉及固体介质表面的对流传质,包括强制、自然和湍道对流。萃取设备厂家指出由于亚临界溶剂萃取过程中,溶剂是运动的,因此外扩散传质与溶剂运动状态有很多关联。若溶剂为湍流状态,在湍流中存在的漩涡会非常大提高溶质的扩散速度;但同时,湍流引起的表面涡流扩散会抵消亚临界溶剂的扩散系数高对传质效果的改善,因此,此方面还未完全阐述清楚。此外,还包括强制对流传质和自然对流传质,前者是溶剂在外力作用下流动,而后者则是由溶剂自身的密度不均匀引起的。此两种对流中,以自然对流为主。目前,对流传质问题仍然基于对流传质系数来解决传质问题,但处于较高压力下的亚临界溶剂的情况较为复杂,通过计算达到定量还存在较大困难。