Principais fatores que afetam a extração supercrítica de dióxido de carbono

Nov 06, 2024

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1. Pressão de extração
Quando a temperatura é constante, a solubilidade do dióxido de carbono supercrítico tende a aumentar com o aumento da pressão de extração, mas quando a pressão aumenta até certo ponto, a solubilidade aumenta lentamente. A pressão excessiva causará a extração de substâncias não voláteis e aumentará as impurezas no extrato. Normalmente, substâncias fracamente polares podem ser extraídas a pressões mais baixas, enquanto substâncias altamente polares requerem extração a pressões mais altas. Portanto, para diferentes extratos, a pressão operacional ideal é muito diferente.


2. Temperatura de extração
O efeito da temperatura no efeito de extração é mais complicado e a faixa de temperatura selecionada é diferente para diferentes componentes. Para a zona de baixa pressão próxima ao ponto crítico do dióxido de carbono, o aumento da temperatura pode aumentar a volatilidade e a capacidade de difusão dos componentes separados, mas não é suficiente para compensar a diminuição da solubilidade causada pela diminuição acentuada da densidade do dióxido de carbono supercrítico com o aumento da temperatura. Na zona de alta pressão, o dióxido de carbono supercrítico tem grande densidade e baixa compressibilidade. Neste momento, a densidade do dióxido de carbono diminui menos quando a temperatura aumenta, mas a pressão de vapor e o coeficiente de difusão dos componentes a serem separados aumentam significativamente, aumentando assim a solubilidade do soluto.


3. Tempo de extração e vazão de CO2
No início da extração, o contato entre o solvente e o soluto é insuficiente e o rendimento é baixo. À medida que o tempo de extração aumenta, a transferência de massa atinge um certo nível e a taxa de extração aumenta até atingir o máximo. Devido à redução dos componentes a serem separados, o poder de transferência de massa diminui e a taxa de extração diminui. Quando o rendimento é constante, quanto maior a vazão, menor será a resistência à transferência de calor entre o solvente e o soluto, mais rápida será a velocidade de extração e menor será o tempo necessário, mas a carga de recuperação da extração aumentará. Portanto, do ponto de vista económico, o tempo de extração e a vazão adequados devem ser selecionados.


4. Tamanho de partícula do material
O tamanho das partículas do extrato deve ser moderado. Quanto menor o tamanho da partícula, maior a área de contato com o fluido supercrítico, o que aumenta o efeito de transferência de massa e contribui para aumentar a velocidade de extração. Porém, se o tamanho da partícula for muito pequeno, bloqueará o orifício da peneira, o que fará com que a tela do filtro na saída do extrator seja bloqueada, reduzindo assim o efeito de extração e sendo desfavorável à extração.


5. Instrutor
O fluido supercrítico de dióxido de carbono é lipofílico e um solvente apolar. De acordo com o princípio de semelhante dissolve semelhante, tem uma boa solubilidade para substâncias apolares solúveis em óleo, mas uma fraca solubilidade para substâncias com uma certa polaridade. Neste momento, muitas vezes é necessário adicionar arrastadores de diferentes polaridades para ajustar a polaridade do fluido supercrítico de dióxido de carbono, aumentar a solubilidade das substâncias extraídas no fluido de dióxido de carbono e tornar possível extrair materiais que originalmente eram incapazes de ser extraído por dióxido de carbono supercrítico.