超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction，简称SFEfluidextraction）的区别

超临界流体萃取（简称SFE）是指利用超临界流体对超临界状态的溶质具有很高的溶解度，但对非超临界状态的溶质具有很低的溶解度。 ，从液体或固体中提取特定成分，实现提取分离的过程。下面就和仙集网小编一起来看看超临界CO2流体萃取技术的优缺点、应用、工艺及影响因素吧。

任何纯净的物质，随着温度和压力的变化，都会相应地出现固、液、气三种状态，称为物质三态。三种状态相互转变时的温度和压力值称为三相点（如右图所示），每一种化学稳定的物质都有一个固有的临界点，即物质在某一时刻的密度这个温度和压力与物质的密度相同。在液态下，密度相似，但保留了气体的特性。当温度和压力超过临界点的温度和压力时，物质进入超临界状态，处于超临界状态的物质既不是气态也不是液态，称为超临界流体[1, 2]。

超临界CO2流体萃取技术的优缺点、应用、工艺及影响因素

虽然可以用作超临界流体的物质很多，但在廉价易得、临界温度和压力低、蒸发潜热低、安全环保等方面满足要求的溶剂却很少。临界温度在0~100℃，临界压力在2~10MPa，汽化潜热小的物质包括二氧化碳（TC31.1℃，Pc7.15MPa，汽化潜热25.@ >25kJ/mol)，丙烷(TC96.8℃，Pc4.12MPa，蒸发潜热15.@>1kJ/mol)。考虑到成本低、易得、使用安全等因素，二氧化碳是最适合萃取的超临界流体。

超临界流体的密度对温度和压力的变化非常敏感，在一定压力范围内，其溶解能力与其密度成正比，因此可以通过控制温度和压力来改变物质在超临界流体中的溶解度，特别是在临界点附近，温度和压力的微小变化会导致溶质溶解度发生几个数量级的突然变化[3]，这为SFE技术的可行性提供了研究依据。

超临界CO2的提取工艺及其影响因素

超临界CO2萃取的工艺流程是根据不同的萃取对象，完成不同的工作任务而设置的。图为最简单的工艺流程，主要分为萃取段和分离段。萃取工段是指溶质从原料中转移到二氧化碳流体中的过程碳酸铷萃取技术，分离工段是指溶质与二氧化碳的分离以及不同溶质之间的分离。在超临界二氧化碳萃取的实际操作中，有很多因素导致我们采用不同的萃取工艺。这些影响主要是：

(1）萃取压力的影响

萃取压力是 SFE 最重要的参数之一。当萃取温度恒定时，压力增加，流体密度增加，溶剂强度增加，溶剂溶解度增加。对于不同的物质，萃取压力有很大的不同。

(2）萃取温度的影响

温度对超临界流体溶解能力的影响更为复杂。在一定压力下，通过升高温度来增加提取物的挥发性，从而增加提取物在超临界气相中的浓度，从而增加提取量。 但另一方面，随着温度的升高，超临界流体的密度降低，从而降低溶解度，导致提取率下降。因此，在选择提取温度时应综合考虑这两个因素。

超临界CO2流体萃取技术的优缺点、应用、工艺及影响因素

（3）原料粒径的影响

原料的粒径会影响萃取回收率。减小原料粒径可以增加固体与溶剂的接触面积，从而提高提取速度。但如果粒径过小或过细，不仅会严重堵塞筛孔，还会造成提取器出口处的过滤器堵塞。

(4）二氧化碳流量的影响

CO2 流量的变化对超临界萃取有两个影响。如果CO2流量过大，会导致萃取器内CO2流量增加，CO2停留时间缩短，与被萃取物料接触时间减少，不利于提高萃取率。提取率。另一方面，增加CO2流量可以增加萃取过程的传质驱动力，相应地增加传质系数，加快传质速率，从而提高SFE的萃取能力。因此，在SFE中合理选择CO2流量也很重要。

(5）教练的选择

超临界流体萃取的溶剂大多是非极性或弱极性的，对亲油性物质溶解度较大，对极性较大的物质溶解度较小。针对这一问题，在纯超临界CO2中加入一定量的极性组分（即夹带剂）可以显着改变超临界CO2流体的极性，拓宽其应用范围。

超临界CO2萃取技术的优缺点

超临界CO2是当今萃取技术中应用最广泛的流体，不仅因为它的安全、无毒、廉价，还因为与传统的萃取方法相比碳酸铷萃取技术，超临界CO2萃取具有以下显着优势：

(1）操作接近室温（34~39℃），整个萃取过程被CO2气体覆盖，有效防止热敏物质氧化降解。保留生物活性，可在远低于其沸点的温度下提取沸点低、挥发性低、易热解的物质；

(2）是最绿色的提取方法，整个过程不含有机溶剂，所以提取物没有溶剂残留，从而避免了提取过程中对人体有害物质的存在和对环境的污染。提取过程，确保100%纯天然；

(3）萃取与分离合二为一，当溶解物质饱和的CO2流体进入分离器后，调整压力或温度后，CO2与萃取液迅速变为两相（气液两相）分离）和立即分离，不仅提取效率高，而且能耗少，提高了生产效率，降低了成本；

(4）CO2是惰性气体，在萃取过程中不发生化学反应，是不可燃气体，无味、无臭、无毒，非常安全；

(5）提取能力强，提取率高；提取时间快，生产周期短。

(6）压力和温度都可以作为参数来调整提取工艺。只有改变提取温度和压力才能达到提取的目的，改变提取的压力才能达到分离的目的分离压力或温度，工艺简单易掌握，提取速度快。

(7）超临界CO2还具有抗氧化和杀菌作用，有利于保证和提高产品质量；

当然，超临界CO2萃取技术并不是一种通用的萃取技术。与任何其他技术一样，它也有其适用范围。我们需要根据它对不同物质溶解能力的大小来确认它是否适合使用。一般来说，超临界CO2对不同物质的溶解能力有以下规律：

(a) 亲脂性、低沸点成分可在 10MPa 以下提取，如天然植物和水果中的香气成分。

(b)当混合物中各组分的相对挥发性或极性差异较大时，混合物可在不同压力下进行分馏。

(c) 强极性基团（-OH、-COOH）的引入使萃取变得困难。在苯衍生物范围内，三羟基酚类物质和一羧基二羟基化合物仍可提取，但一羰基多羟基化合物不能提取。

(d) 强极性物质，如糖类，在 40MPa 以下难以提取。

(e) 化合物的相对分子质量越高，提取难度越大。

超临界CO2萃取技术在植物提取物中的应用

近年来，随着各种天然概念化妆品的逐步推出，消费者对含有天然成分的个人护理产品的需求不断增长，植物提取物在化妆品中占据越来越重要的地位，这也使得各种植物提取物需要在安全性和有效性方面进一步优化。

超临界CO2萃取技术不仅可以在萃取器内一次脱酸、脱色、除臭，而且以CO2为萃取剂，保证了无污染、无残留、纯天然的特点。与传统的提取方法相比，SFE在植物提取物和精油的提取和应用方面在纯度、得率、有效成分含量、精油色香味等方面具有很大优势。

(1）就提取物产品的纯度而言：厚朴是我国重要的中药材，最主要的活性成分是和厚朴酚。因其具有显着的抗菌、抗氧化作用可作为食品、保健品、医药、日化产品的功能成分，传统的提取工艺存在收率低、纯度低、色泽深的缺点，经过简单提纯后，其有效成分的纯度可以达到更高98%以上[4]。目前超临界CO2提取的植物提取物，如虎杖提取物、蛇床子提取物、丹皮酚等，可以很容易地经过精制，纯度可以达到98%以上，工业化这些提取物产品的生产已经相当成熟。

(2）在提高提取物得率方面：中药甘草是豆科多年生草本植物的根和根茎，其提取物成分甘草酸和甘草黄酮是化妆品中优选的功能性成分，这两种产品的高昂价格使得工程师不得不在一些化妆品中使用其他原料来替代这两种产品。与传统的提取方法相比，超临界CO2萃取技术可以提取甘草酸，黄酮类化合物的得率是8-12倍高于传统提取方法[5]，甘草黄酮的提取率也提高了1-1.5倍[6,7]，这也是这两种方法得率高的重要因素原料。大规模应用奠定了坚实的基础。

(3）在去除植物提取物异味方面：螺旋藻富含蛋白质和多种生物活性成分，在化妆品中具有很好的护肤能力，不仅有很好的保湿、护理同时，由于螺旋藻具有清除和抑制自由基的能力，可以起到抗皱、防晒、抗辐射、祛斑、抗衰老等作用[8]。方法鱼腥味较重，脱臭后有效成分减少，限制了其深加工的发展。超临界CO2萃取技术与其他提取技术相结合，可以在不降低其有效成分的情况下解决鱼腥味的去除问题[9,10]。

(4）从植物油中提取有效成分和活性物质：吕学斌等人采用超临界技术提取石榴籽油，石榴酸含量在80%以上[11]。石榴籽油富含共轭不饱和脂肪酸，具有无溶剂残留、色泽浅、营养价值高等优点。川芎油和当归油，有效成分藁本内酯含量可高达70%[12]。

(5）挥发油（精油）的提取：精油的提取一般采用溶剂提取，但传统提取方法的应用会导致一些不稳定的香气成分受热变质、溶剂残留和低沸点香型 成分损失，从而影响产品香气 无毒、无残留的超临界CO2萃取，可在常温操作条件下同时提取精油和特殊香气成分，具有良好的溶解性超临界CO2流体，最适合用超临界CO2流体萃取。张景成等人用超临界CO2萃取茉莉精油[13]，得率高于传统萃取方法，且香气中带有天然茉莉花香味，香味比平时更清新，自然感更强，头发通透感更强。

(6）天然色素的提取：随着人们对合成色素不安全性的日益关注，世界各国使用的合成色素种类日益减少。天然色素不仅安全使用，而且还具有一定的营养价值，深受消费者的喜爱。以辣椒素为例，超临界CO2可用于去除辣椒油树脂中的异味和残留溶剂，与辛辣工艺相比，具有明显的优势。超临界流体CO2萃取技术还可以分离其他天然色素，如番茄红素、可可色素和β-胡萝卜素[14]。

(7）天然抗氧化剂的提取：从迷迭香叶中提取的迷迭香提取物是一种高效的天然抗氧化剂，其抗氧化效果高于VC、VE、茶多酚，以及化学抗氧化剂BHA和BHT。是一种天然植物来源，可以满足消费者对清洁标签和天然安全的需求。罗安东等人通过超临界CO2技术提取迷迭香提取物[15]，其中活性成分（鼠尾草酸、迷迭香酸）含量高含量高，具有抗氧化、保湿、祛斑、修复皮肤的作用，是化妆品中的优良添加剂。

超临界CO2萃取技术不仅在化妆品行业应用比较广泛，在其他行业也有较大的应用，如食品行业，各种天然抗菌或抗氧化提取物的加工，啤酒花的提取，提取颜料等；医药工业，抗疟新药青蒿素的提取、生物碱的提取等。