Abstract
在現今這個高度工業化的社會，能源的利用一直是受到關注的重要課題，同時在製程中對於環境的保護也是非常重要的，而超臨界流體就是一種新興用來取代有機溶劑的清潔製程。在使用超臨界流體萃取後，如果將溶質及流體分離，進而回收流體加以再生利用，便可以達到降低成本以及節省能源的效用。本研究擬利用沸石薄膜管以回收超臨界流體，所模擬的系統為超臨界二氧化碳及咖啡因(溶質)。本研究是以市售薄膜管做為基材，其內部分離層孔徑分別為5 nm及200 nm，因此在5 nm薄膜管內層塗佈上一層及兩層孔徑約0.5 nm之microporous材質(silicalite)，以及在200 nm薄膜管上先塗佈2.5 nm 之mesoporous材質(silica)再塗佈0.5 nm之microporous材質，以此三種薄膜進行分離。實驗結果顯示在13.79 MPa以及35℃下，咖啡因在操作時間八小時內的排除率皆可達到0.99以上，但當壓力逐漸提高到19 MPa時，排除率會有下降的趨勢。這是由於沸石薄膜層會有少許缺陷，因此薄膜層中的吸附會對排除率造成影響，此也可推測分子篩效應及薄膜層上之缺陷導致進入薄膜層之咖啡因被吸附同為分離之機制。改變溫度對此三種薄膜的排除率並不會造成明顯的影響。此外將薄膜分離改變為徑向操作以探討分離所用之主要機制，當通過薄膜的流量較大時，咖啡因會來不及被吸附，使得排除率會降低至0.9，而調整permeate端流量使其與之前軸向操作的相近時，排除率只會稍微下降至0.97，因此判斷薄膜吸附咖啡因才是薄膜分離所使用之主要機制。