超臨界萃取

supercritical fluid extraction

超臨界流體的溶劑強度取決於萃取的溫度和壓力。利用這種特性，只需改變萃取劑 流體的壓力和溫度，就可以把 樣品中的不同組分按在流體中 溶解度的大小，先後萃取出來，在 低壓下弱 極性的物質先萃取，隨著壓力的增加，極性較大和大分子量的物質與基本性質，所以在程序升壓下進行超臨界萃取，可得不同萃取組分，同時還可以起到分離的作用。

除壓力與溫度外，在 超臨界流體中加入少量其他溶劑也可改變它對 溶質的 溶解能力。其作用機理至今尚未完全清楚。通常加入量不超過10%，且以 極性溶劑甲醇、異丙醇等居多。加入少量的極性溶劑，可以使超臨界萃取技術的適用範圍進一步擴大到極性較大化合物。

物質是以氣、液和固3種形式存在，在不同的壓力和溫度下可以相的轉換。在溫度高於某一數值時，任何大的壓力均不能使該純物質由 氣相轉化為液相，此時的溫度即被稱之為 臨界溫度Tc；而在臨界溫度下，氣體能被 液化的最低壓力稱為 臨界壓力Pc。當物質所處的溫度高於臨界溫度，壓力大於 臨界壓力時，該物質處於超臨界狀態。在壓溫圖中，高於臨界溫度和 臨界壓力的區域就稱為超臨界區，如果流體被加熱或被壓縮至其臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上狀態時，向該狀態氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大，具有類似液體性質，同時還保留有氣體性能，這種狀態的流體稱為超臨界流體。

超臨界CO2流體萃取（SFE）分離過程的原理是利用 超臨界流體的 溶解能力與其密度的關係，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在 超臨界狀態下，將 超臨界流體與待分離的物質接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當然，對應各壓力範圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然後藉助減壓、升溫的方法使 超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質則完全或基本析出，從而達到 分離提純的目的，所以超臨界CO2流體萃取過程是由萃取和分離過程組合而成的。

放空CO2

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冷卻水→CO2→低溫浴槽→高壓泵→預熱器→萃取器→分離器→產品

1、超臨界萃取可以在接近室溫(35～40℃)及CO2氣體籠罩下進行提取，有效地防止了熱敏性物質的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持著藥用植物的有效成分，而且能把高沸點、低 揮發性、易熱解的物質在遠低於其沸點溫度下萃取出來；

2、使用SFE是最乾淨的提取方法，由於全過程不用有機溶劑，因此萃取物絕無殘留的溶劑物質，從而防止了提取過程中對人體有害物的存在和對環境的污染，保證了100%的純天然性；

3、萃取和分離合二為一，當飽和的溶解物的CO2流體進入分離器時，由於壓力的下降或溫度的變化，使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開，不僅萃取的效率高而且能耗較少，提高了生產效率也降低了費用成本；

4、CO2是一種不活潑的氣體，萃取過程中不發生化學反應，且屬於不燃性氣體，無味、無臭、無毒、安全性非常好；

5、CO2氣體價格便宜，純度高，容易製取，且在生產中可以重複循環使用，從而有效地降低了成本；

6、壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數，通過改變溫度和壓力達到萃取的目的，壓力固定通過改變溫度也同樣可以將物質分離開來；反之，將溫度固定，通過降低壓力使萃取物分離，因此工藝簡單容易掌握，而且萃取的速度快。

超臨界CO2萃取的特點決定了其應用範圍十分廣闊。如在醫藥工業中，可用於中草藥有效成份的提取，熱敏性生物製品藥物的精製，及脂質類混合物的分離；在食品工業中，啤酒花的提取，色素的提取等；在 香料工業中，天然及合成香料的精製；化學工業中混合物的分離等。具體應用可以分為以下幾個方面：

1、從藥用植物中萃取生物活性分子，生物鹼萃取和分離；

2、來自不同微生物的類脂脂類，或用於類脂脂類回收，或從配糖和蛋白質中去除類脂脂類；

3、從多種植物中萃取抗癌物質，特別是從紅豆杉樹皮和枝葉中獲得紫杉醇防治癌症；

4、維生素，主要是維生素E的萃取；

5、對各種活性物質（天然的或合成的）進行提純，除去不需要分子（比如從蔬菜提取物中除掉殺蟲劑）或“渣物”以獲得提純產品；

6、對各種天然抗菌或抗氧化萃取物的加工，如羅勒、串紅、百里香、蒜、洋蔥、春黃菊、辣椒粉、甘草和茴香子等。

與超臨界萃取類似的 亞臨界指物質存在的狀態條件，是指某些物質在溫度高於其沸點但低於臨界溫度，以流體形式且壓力低於其臨界壓力存在的物質。當溫度不超過某一數值，對氣體進行加壓，可以使氣體液化，而在該溫度以上，無論加多大壓力都不能使氣體液化，這個溫度叫該氣體的臨界溫度。在 臨界溫度下，使氣體液化所必須的壓力叫臨界壓力。

1、二氧化碳溶劑超臨界萃取

這種萃取方法是低溫加工，可提取出質量較好的有效成分，無溶劑殘留。但是，設備一次性投入較大，因為在高壓力狀態下進行萃取，萃取缶體積較小（最大的1000升），生產能力有限，無法形成工業化大規模生產，產品成本高。

2、亞臨界（丁烷等）低溫萃取

這種方法整個生產過程在低溫下進行，物料營養成分不會受到破壞，且得率高，產品的品相較好。質量可與二氧化碳超臨界萃取相媲美。可以形成規模化生產，一次性設備投入少。生產成本低。環保節能。該技術已在貴重油料、辣椒紅色素及 萬壽菊 葉黃素等色素等領域得到很好的應用（安陽市晶華油脂工程有限公司專利技術）。