利用科里奥利质量流量优化超临界 CO2 固液萃取

CO 2用于各种工业应用;例如,液态CO 2通常用作冷却剂,固态CO 2(干冰)用作乳品防腐剂。在这里,我们重点关注超临界CO 2 (sCO 2 )的工业应用。

显示超临界二氧化碳温度和压力范围的相态图

CO2相图

什么是sCO 2

超临界流体是同时表现出气体和液体特性的流体。超临界流体具有类似气体的表面张力和粘度以及类似液体的密度。当流体被加热并压缩超过其临界点时,流体就会转变为超临界状态 - 对于 CO 2来说,这是当温度 ≥ 31°C流体压力 ≥ 1071 PSIA 时。

sCO 2是一种优良的溶剂

超临界CO 2是最常用的超临界流体,通常在商业应用中用作溶剂,例如脱咖啡因、THC 提取和精油生产;它甚至可以用来制作当地杂货店的香草精。

超临界CO 2是小型非极性化合物的良好溶剂——与己烷和戊烷相当。那么,是什么让 sCO 2优于有机溶剂替代品呢?有以下几点:sCO 2无毒、不易燃、不会留下有害的有机残留物,并且比许多传统的有机化合物(通常受到 EPA 的限制)更加环保!

sCO 2还有一些其他特性,使其成为萃取过程的理想溶剂。与许多其他超临界流体一样,其类似液体的密度和类似气体的表面张力和粘度的结合使 sCO 2能够有效地渗透到多孔固体中。其相对较低的临界压力和温度使得 sCO 2比许多其他超临界流体更受欢迎。CO 2也很便宜,因此是一种经济上有利的选择。

使用质量流优化 sCO 2固液萃取工艺

无论是提取精油、THC还是咖啡因,基本的sCO 2提取流程如下:

  1. 气态CO 2被冷凝成液态。
  2. 然后液态CO 2被压缩并加热直至达到超临界状态。
  3. sCO 2在固体基质中的原材料中循环 - 例如,在咖啡因提取中,咖啡豆与 sCO 2混合。
  4. 将混合物减压,CO 2相转变回气体,因此可以重复使用。提取物保留在分离器中,可以在那里收集。
超临界CO2萃取工艺

sCO2固液萃取工艺

萃取速率和 sCO 2使用之间通常存在权衡- 萃取速率越快,使用的过量 sCO 2就越多。该提取率直接取决于流速,因此增加的流速意味着增加的提取率。

为了优化这个过程,最好考虑特定的应用需求。以精油为例,不完全提取可能会产生足够的产品,同时限制 sCO 2 的使用。无论您的工艺是什么,都需要精确的流量控制来优化萃取率并满足时间和 sCO 2使用的生产需求,然后在整个工艺过程中保持该速率。

CODA科里奥利质量流量仪表可用于测量和控制多种过程中的超临界CO 2流量,能够以高精度和高精度满足sCO 2应用的低流量要求。它们还可以测量和控制 CO 2的所有相,因此可用于萃取过程的各个步骤。

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