大型超臨界萃取裝置的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,新型的化工、生物技術(shù)、制藥行業(yè)的現(xiàn)代化應(yīng)用技術(shù),已成為這些行業(yè)高科技企業(yè)的發(fā)展方向。有著對(duì)生物技術(shù)、制藥行業(yè)密切相關(guān)的溶劑萃取,是化工行業(yè)中十分重要的一部分,尤其是超臨界二氧化碳流體萃取技術(shù)(Supercritical Fluid Extraction,縮寫SFE.)已成為石油化工、生物制藥、食品添加等行業(yè)優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)。SFE.技術(shù)的集成是集化工、機(jī)械、儀器儀表等行業(yè)的綜合技術(shù)。其理論基礎(chǔ)是近二十多年來(lái)國(guó)際、國(guó)內(nèi)

2、一直進(jìn)行研究的超臨界二氧化碳流體相平衡的理論與學(xué)術(shù)界研究的超臨界二氧化碳流體萃取的相關(guān)數(shù)學(xué)模型。近二十多年來(lái)國(guó)內(nèi)的各高科技企業(yè)為使超臨界二氧化碳流體萃取技術(shù)的應(yīng)用與國(guó)際技術(shù)水平相同步,逐步研究應(yīng)用了小規(guī)模、具有一定自動(dòng)化程度的超臨界二氧化碳流體萃取裝置。但是,按目前的發(fā)展?fàn)顩r還遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上國(guó)際領(lǐng)先水平。研究應(yīng)用大規(guī)模、工業(yè)化超臨界二氧化碳流體萃取裝置,解決超臨界二氧化碳流體相平衡的理論與萃取裝置相關(guān)的壓力平衡、流體運(yùn)動(dòng)的控制、物料裝填連續(xù)

3、萃取等相關(guān)的問題,是提高超臨界二氧化碳流體萃取技術(shù)重要組成部分。本文所研究的大型超臨界二氧化碳流體萃取裝置的關(guān)鍵技術(shù),就是為提高工業(yè)化超臨界二氧化碳流體萃取裝置在實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)水平,提高相平衡的理論與萃取相關(guān)理論的補(bǔ)充。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)大型超臨界二氧化碳流體萃取裝置的現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行綜合分析,結(jié)合本企業(yè)超臨界二氧化碳流體萃取裝置的開發(fā)研制工作,重點(diǎn)對(duì)大型超臨界二氧化碳流體萃取裝置的控制系統(tǒng)、高壓容器、快速裝填、連續(xù)萃取等幾個(gè)

4、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探索性研究,主要進(jìn)行以下幾方面的研究:
　　1.深入研究了二氧化碳的特性,從其沸點(diǎn)至超臨界點(diǎn)的轉(zhuǎn)化,在相圖中的二氧化碳位于超臨界時(shí)的氣液混合態(tài)的邊界條件,二氧化碳在超臨界萃取裝置中與溶質(zhì)溶解的最佳溫度、壓力、時(shí)間等。
　　2.建立了二氧化碳流體高壓輸送過(guò)程中、PLC系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)閥運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用PLC系統(tǒng)對(duì)裝置進(jìn)行控制。
　　3.對(duì)超臨界二氧化碳流體萃取裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,解決了萃

5、取裝置在提取有效元素時(shí)的超臨界二氧化碳流體的流速、流量以及調(diào)節(jié)膨脹中的壓力控制、壓力變送、PLC與上位機(jī)通訊的問題。
　　4.給出了萃取裝置快速裝填與連續(xù)萃取幾種設(shè)計(jì)方案,確定了通用裝置連續(xù)萃取的概念與流程。
　　5.確定了本企業(yè)高壓容器設(shè)計(jì)的參照標(biāo)準(zhǔn),除在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB150基礎(chǔ)上選用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式，材料選用，焊接方式。無(wú)損檢測(cè)，壓力試驗(yàn)外，為容器更加安全、
　　可靠要參照J(rèn)B4732標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　6.制定了