⑴萃取壓力的影響
萃取過程中,SF密度的變化直接影響萃取效果。萃取壓力是影響SF密度的重要參數(shù)。壓力的變化能顯著提高SF溶解物質(zhì)的能力。根據(jù)萃取壓力的變化,可將SFE分為3類:(1)高壓區(qū)的全萃取。高壓時,SF的溶解能力強,可最大限度地溶解所有成分;(2)低壓臨界區(qū)的萃取,僅能提取易溶解的成分,或除去有害成分;(3)中壓區(qū)的選擇萃取,在高低壓之間,可根據(jù)物料萃取的要求,選擇適宜的壓力進行有效萃取。當壓力增加到一定程度后,則溶解增加緩慢,這是由于高壓下超臨界相密度隨壓力變化緩慢所致。另外,壓力對萃取效果的影響還與溶質(zhì)的性質(zhì)有關。
⑵溫度的影響
溫度對萃取效果的影響較為復雜。可以從兩個方面來考慮:一方面,在一定壓力下,升高溫度;由于升高溫度作為萃取劑CO2的分子間距增大,分子間作用力減小,密度降低,溶解能力相應下降。另一方面,在一定壓力下,升高溫度被萃取物的揮發(fā)性增強,分子的熱運動加快,分子間締和的機會增加,從而使溶解能力增大。因此,溫度對超臨界萃取率的影響應綜合這兩個因素來考慮。:升高溫度,分子的熱運動加快,分子的締和的機會增加,從而使溶解度的增加起了一定的主導作用。在實際生產(chǎn)中,超臨界CO2萃取的溫度控制為大于臨界溫度,但不宜太高,一般為31.5℃~85℃ 是適宜操作溫度。
⑶ 萃取劑流量、萃取時間的影響
在超臨界流體萃取過程中,萃取劑流量一定時,萃取時間越長,收率越高。萃取剛開始時,由于溶劑與溶質(zhì)未達到良好接觸,收率較低。隨著萃取時間的加長,傳質(zhì)達到某種程度,則萃取速率增大,直到達到最大之后,由于待分離組分的減少,傳質(zhì)動力降低而使萃取速率降低。萃取劑的流量主要影響萃取時間。一般來說,收率一定時,流量越大,溶劑、溶質(zhì)問的傳熱阻力越小,則萃取的速度越快,所需要的萃取時間越短,但萃取回收負荷大,從經(jīng)濟上考慮應選擇適宜的萃取時間和流量。
⑷物料性質(zhì)的影響
物料的粒度影響萃取效果,一般情況下,粒度越小,擴散時間越短,有利于SF向物料內(nèi)部遷移,增加了傳質(zhì)效果,但物料粉碎過細會增加表面流動阻力,反而不利于萃取。對于多孔的疏松物料,粒度對萃取率影響較小,菌體脂肪存在于細胞內(nèi),萃取脂肪時,應考慮使細胞破壁。水分是影響萃取效率的重要因素。物料中含水量較高時,其水分主要以單分子水膜形式在親水性大分子界面形成連續(xù)系統(tǒng),從而增加了超臨界相流動的阻力,當繼續(xù)增加水分時,多余的水分子主要以游離態(tài)存在,對萃取不產(chǎn)生明顯的影響。而當含水量較低時,水分子主要以非連續(xù)的單分子層形式存在。可見,破壞傳質(zhì)界面的連續(xù)水膜,使溶質(zhì)與溶劑之間進行有效的接觸,形成連續(xù)的主體傳質(zhì)體系就可減小水分的影響。超臨界流體的極性是影響萃取速率的又一因素。在弱極性的溶劑中,強極性物質(zhì)的溶解度遠小于非極性物質(zhì),可萃取性隨極性增加而降低,如超臨界CO2是一種非極性溶劑,因此,它非常適用于弱極性物質(zhì)的萃取。通過使用不同的夾帶劑來改變COz的極性,使萃取范圍擴大,可萃取極性較強的物質(zhì)。