超临界流体萃取

超临界流体萃取流程。原图链接

超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,SFE，简称超临界萃取），是一种将超临界流体作为萃取剂，把一种成分（萃取物）从另一种成分（基质）中分离出来的技术。其起源于20世纪40年代，70年代投入工业应用，并取得成功。使用这种技术时基质通常是固体，但也可以是液体。SFE可以作为分析前的样品制备步骤，也可以用于更大的规模，从产品剥离不需要的物质（例如脱咖啡因）或收集所需产物（如精油）。二氧化碳（CO2）是最常用的超临界流体。

目录

概述

超临界萃取（SFE）其主要是利用超临界流体取代传统流体〈如水、有机溶剂、水蒸汽〉进行的萃取制程，其中超临界二氧化碳去除咖啡或茶中咖啡因是目前最为人熟知的工业化技术；国内则自2000年起，亦成功将此制程应用在净米上〈去除糙米表面油脂，增加糙米保存时间〉。

现由于各国对产品安全的要求提高，因此无溶剂残留，又可于低温操作(<60℃)保留产品活性物质的超临界萃取，近年来逐渐由工业化规模转为制备级(pilot)，并广泛被生技业者用于保健食品之开发(量少高单价但产品多样化)。它的优点是产品无溶剂残馀之问题，CO可回收再利用，无排放之问题，可藉温度与压力调节溶剂性质，产品纯度高，保存期限长。

基本原理

超临界萃取的基本原理是在高于临界温度和临界压力的条件下，用超临界流体溶解出所需的化学成分，然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度，使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出， 从而实现特定溶质的萃取。超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的高密度流体。既不是气体，也不是液体，性质介于气体和液体之间，特点是具有优异的溶剂性质。流体处于超临界状态时，其密度接近于液体密度，并且随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化，而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。超临界萃取正是利用超临界流体的这一性质而进行。

萃取剂

二氧化碳是一种很常见的气体，可是过多的二氧化碳会构成"温室效应"，因而充沛运用二氧化碳具有重要意义。传统的二氧化碳运用技术主要是用于出产干冰（救活用）或作为食物添加剂等。当时国内外正在致力于展开一种新式的二氧化碳运用技术──CO2 超临界萃取技术。运用该技术可出产高附加值的产品，可提取以前用化学方法无法提取的物质，且贱卖、无毒、安全、高效；适用于化工、医药、食物等工业。二氧化碳在温度高于临界温度 Tc=31.26℃、压力高于临界压力 Pc=7.2MPa 的情况下，性质会发作改动，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的 100 倍，因而具有惊人的溶解能力。用它可溶解多种物质，然后提取其间的有用成分，具有广泛的运用前景。

可作为超临界萃取中萃取剂的物质很多，除二氧化碳外，还有氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。但用超临界萃取方法提取天然产物时，一般用二氧化碳（CO2）作萃取剂。因为CO2的临界温度（31℃）接近室温，对易挥发或具有生理活性的物质破坏较少。同时，CO2安全无毒，萃取分离可一次完成，无残留，适用于食品和药物的提取。CO2液化压力低，临界压力（7.31MPa）适中，容易达到超临界状态也是重要原因。

操作流程

超临界萃取流程主要是先将液态二氧化碳利用高压液体泵加压至临界压力以上(操作压力)，并流经一热交换器使高压液态二氧化碳变成超临界态，之后超临界二氧化碳进入装有待萃物之高压槽内，将萃取物萃出并携至分离槽(离开萃取槽后即进行降压/气化再进入分离槽内)，透过分离槽内二氧化碳压力改变，因而对萃取物(extract)溶解度不同，使得二氧化碳与萃取物分离，之后二氧化碳可在经一冷却器进行液化即可循环使用。

技术特点

超临界萃取技术的特点与优势有以下几点：

1. 可在接近常温下完成萃取工艺，适合对一些对热敏感、容易氧化分解、破坏的成分进行提取和分离。
2. 在最佳工艺条件下，能将提取的成分几乎完全提出，从而提高产品的收率和资源的利用率。
3. 萃取工艺简单，无污染，分离后的超临界流体经过精制可循环使用。

应用

1. 在食品工业中，超临界萃取技术用于茶叶、咖啡豆脱咖啡因；食品脱脂；酒花有效成分提取；植物色素的萃取；植物及动物油脂的萃取。
2. 在医药工业中，超临界萃取技术用于酶、维生素等的精制；动植物体内药物成分的萃取；医药品原料的浓缩、精制；糖类与蛋白质的分离以及脱溶剂脂肪类混合物的分离精制等。
3. 在化妆品工业中，超临界萃取技术用于天然香料的萃取；合成香料的分离精制；化妆品原料的萃取、精制。