超临界流体连续萃取关键技术研究

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超临界流体萃取技术是一种新型的萃取分离技术。针对目前超临界流体萃取技术存在的不足,介绍了超临界流体连续萃取技术在工艺、设备及其关键技术方面的发展情况。该技术具有萃取效率高、安全可靠、节能环保等优点以及广泛的应用前景和研究价值。作者在超临界流体多工艺过程试验平台中,以高压超高压连续固体物料萃取和灭菌装置为基础,介绍了活塞仓式连续萃取器的工艺流程,并在连续萃取的基础上实现分级连续萃取,给出了具体的工艺实现方式。结合活塞仓式连续萃取器,针对萃取器中的核心问题一一高压往复动密封,作者设计了以活塞为主的新型密封结构。以活塞为基础,设计并加工出一套高压往复动密封试验设备,设备主要包括筒体、活塞、传动丝杠、移动套筒、平盖法兰、丝杠并帽和止推轴承等结构。给出了试验设备的整体设计思想,具体结构以及试验设备的创新点。利用高压往复动密封试验设备进行试验,根据活塞仓式连续萃取器的工作原理,分别进行往复动密封压力测定试验和密封泄漏率测定试验。在试验中测定不同材料不同结构的密封效果,给出最优方案及使用寿命。针对试验中的接触密封过程,利用ANSYS软件进行模拟计算;根据试验设备实际尺寸建立几何模型,选用Mooney-Rivlin数学模型,进一步模拟磨损过程的使用寿命,并分析处于预紧、工作和磨损三种状态下的接触密封情况。结果表明,三种情况均可实现有效密封。综合分析高压往复动密封试验结果及密封接触过程的模拟结果,给出活塞仓式连续萃取器的典型设计。所获得的研究成果,可对超临界流体连续萃取技术的进一步发展和研究提供帮助。
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