超临界二氧化碳萃取设备包括什么 超临界二氧化碳萃取设备工作原理

一、超临界二氧化碳萃取设备工作原理

二氧化碳的临界温度为31.1摄氏度，临界压力为7.38兆帕。当温度与压力同时超过这两个临界值时，二氧化碳进入超临界状态，成为一种介于气态与液态之间的流体。此时它密度接近液体、粘度接近气体、扩散系数远高于普通液体，因此既能像气体一样快速渗透物料内部，又能像液体一样高效溶解目标成分。超临界二氧化碳的溶解能力主要取决于其密度，而密度由压力和温度精确控制：压力升高则溶解能力增强，压力降低则减弱。

萃取完成后，溶有目标成分的超临界二氧化碳进入分离釜，通过背压阀快速降压。压力降至临界点以下时，二氧化碳立即气化，密度骤降，溶解能力几乎完全丧失，目标成分便自动析出并沉积在分离釜底部。气化后的二氧化碳经制冷系统重新液化，可循环使用。整个过程在31至70摄氏度的低温下完成，适合热敏性物质处理，且产品无溶剂残留。

二、超临界二氧化碳萃取设备包括什么

一套完整的超临界二氧化碳萃取设备按功能分为若干系统。根据使用规模，分为研究分析型（萃取釜容积0.1至5升）和制备生产型（容积数十升至数千升）。

1、二氧化碳供应与液化系统

二氧化碳钢瓶：储存原料气态二氧化碳，两瓶并联使用，出口配有减压阀和过滤器。

制冷机组：将气态二氧化碳冷却至零下5至0摄氏度，使其液化，采用压缩机制冷。

低温储罐：储存液化后的二氧化碳，保证高压泵入口为液相，防止气蚀，设有液位计。

2、高压系统

高压柱塞泵：将液态二氧化碳增压至20至50兆帕，泵头为不锈钢材质，配有变频电机调节流量。

脉动阻尼器：安装在泵出口，吸收压力脉动，保持系统压力稳定。

安全阀：设置在泵出口管路，超压时自动泄压，设定值为最高工作压力的1.1倍。

3、萃取系统

萃取釜：核心部件，316L不锈钢制造，设计压力30至50兆帕。釜内装有可拆卸物料篮，用于盛放固体原料。釜体外壁设有加热夹套，内通热水维持萃取温度。釜盖采用快开式密封结构，密封圈为聚四氟乙烯材质。

预热器：安装在萃取釜入口前，将高压二氧化碳提前加热至萃取温度。

4、分离系统

分离釜：通常设置一至两级，设计压力8至15兆帕。作用是将超临界二氧化碳降压，使目标成分析出。底部设有锥形收集口和排放阀。

背压阀：安装在分离釜出口管路，手动或气动控制，精确调节分离压力。

5、夹带剂供应系统

夹带剂储罐：储存乙醇等夹带剂，不锈钢材质。

夹带剂高压泵：将夹带剂增压后注入萃取釜入口管路，加入量一般为原料质量的百分之五至百分之二十。

6、循环系统

冷凝器：将分离釜排出的气态二氧化碳冷却至零下5至0摄氏度，重新液化。

循环储罐：储存冷凝后的液态二氧化碳，供高压泵再次吸入。

气体流量计：监测二氧化碳的瞬时流量和累计用量。

7、计算机控制系统

控制柜：内置PLC工控机。

温度传感器：铂电阻，安装在萃取釜、分离釜等部位。

压力传感器：应变片式，安装在泵出口、萃取釜入口等位置。

触摸屏：用于显示参数、设定目标值、启停设备，设有超压报警、自动泄压、超温保护等安全功能。

8、辅助系统

空压机：为气动阀门提供压缩空气。

冷热水循环机组：提供加热夹套所需热水和制冷机组所需冷却水。

天车：用于吊装萃取釜盖和物料篮。

高压管路与阀门：连接各设备的不锈钢管路及截止阀、单向阀、排气阀。

以上系统共同构成超临界二氧化碳萃取设备，其中萃取釜、高压泵、分离釜和控制系统为必备核心部件。整套设备因长期在高压下运行，对所有管路的耐压性能和密封可靠性均有较高要求。