影响流体速度的因素

题目

影响流体速度的因素
最好将探究方案也回答出来

答案

⑴萃取压力的影响
萃取过程中,SF密度的变化直接影响萃取效果.萃取压力是影响SF密度的重要参数.压力的变化能显著提高SF溶解物质的能力.根据萃取压力的变化,可将SFE分为3类：(1)高压区的全萃取.高压时,SF的溶解能力强,可最大限度地溶解所有成分；(2)低压临界区的萃取,仅能提取易溶解的成分,或除去有害成分；(3)中压区的选择萃取,在高低压之间,可根据物料萃取的要求,选择适宜的压力进行有效萃取.当压力增加到一定程度后,则溶解增加缓慢,这是由于高压下超临界相密度随压力变化缓慢所致.另外,压力对萃取效果的影响还与溶质的性质有关.
⑵温度的影响
温度对萃取效果的影响较为复杂.,可以从两个方面来考虑：一方面,在一定压力下,升高温度；由于升高温度作为萃取剂CO2的分子间距增大,分子间作用力减小,密度降低,溶解能力相应下降.另一方面,在一定压力下,升高温度被萃取物的挥发性增强,分子的热运动加快,分子间缔和的机会增加,从而使溶解能力增大.因此,温度对超临界萃取率的影响应综合这两个因素来考虑.：升高温度,分子的热运动加快,分子的缔和的机会增加,从而使溶解度的增加起了一定的主导作用.在实际生产中,超临界CO2萃取的温度控制为大于临界温度,但不宜太高,一般为31.5℃～85℃ 是最佳操作温度.
⑶萃取剂流量、萃取时间的影响
在超临界流体萃取过程中,萃取剂流量一定时,萃取时间越长,收率越高.萃取刚开始时,由于溶剂与溶质未达到良好接触,收率较低.随着萃取时间的加长,传质达到某种程度,则萃取速率增大,直到达到最大之后,由于待分离组分的减少,传质动力降低而使萃取速率降低.萃取剂的流量主要影响萃取时间.一般来说,收率一定时,流量越大,溶剂、溶质问的传热阻力越小,则萃取的速度越快,所需要的萃取时间越短,但萃取回收负荷大,从经济上考虑应选择适宜的萃取时间和流量.
⑷物料性质的影响
物料的粒度影响萃取效果,一般情况下,粒度越小,扩散时间越短,有利于SF向物料内部迁移,增加了传质效果,但物料粉碎过细会增加表面流动阻力,反而不利于萃取.对于多孔的疏松物料,粒度对萃取率影响较小,菌体脂肪存在于细胞内,萃取脂肪时,应考虑使细胞破壁.水分是影响萃取效率的重要因素.物料中含水量较高时,其水分主要以单分子水膜形式在亲水性大分子界面形成连续系统,从而增加了超临界相流动的阻力,当继续增加水分时,多余的水分子主要以游离态存在,对萃取不产生明显的影响.而当含水量较低时,水分子主要以非连续的单分子层形式存在.可见,破坏传质界面的连续水膜,使溶质与溶剂之间进行有效的接触,形成连续的主体传质体系就可减小水分的影响.超临界流体的极性是影响萃取速率的又一因素.在弱极性的溶剂中,强极性物质的溶解度远小于非极性物质,可萃取性随极性增加而降低,如超临界CO2是一种非极性溶剂,因此,它非常适用于弱极性物质的萃取.通过使用不同的夹带剂来改变COz的极性,使萃取范围扩大,可萃取极性较强的物质.