超臨界萃取

超臨界流體萃取過程是利用處于臨界低壓和臨界溫度以上的流體具有特異增加的溶解能力而發展出來的化工分離新技術，人們發現處于臨界壓力和臨界溫度以上的流體對有機化合物溶解增加的現象是非常驚人的。一般能增加幾個數量級，在適當條件下甚至可達到按蒸氣壓計算所得濃度的1010倍(油酸在超臨界乙烯中的溶解度)但是應用這一特殊溶解能力的新型分離技術一超臨界流體萃取過程卻是近20年的事情。從80年代以來，國際上投入大量人力、物力進行研究，范圍涉及食品、香料、醫藥和化工等領域，并取得了一系列進展。我國超臨界流體萃取研究始于20世紀80年代初，從基礎數據，工藝流程和實驗設備等方面逐步發展，歷經20多年的努力，我國超臨界流體萃取技術研究和應用已取得顯著成績。目前全國已建成10余套工業規模萃取裝置，中小型設備，達百余套。超臨界流體萃取在我國已逐步走向工業化，有多種產品進入市場，其發展方興未艾。

1 超臨界流體萃取過程簡介

將萃取原料裝入萃取釜。采用二氧化碳為超臨界溶劑。二氧化碳氣體經熱交換器冷凝成液體，用加壓泵把壓力提升到工藝過程所需的壓力(應高于二氧化碳的臨界壓力)，同時調節溫度，使其成為超臨界二氧化碳流體。二氧化碳流體作為溶劑從萃取釜底部進入，與被萃取物料充分接觸，選擇性溶解出所需的化學成分。含溶解萃取物的高壓二氧化碳流體經節流閥降壓到低于二氧化碳臨界壓力以下進入分離釜(又稱解析釜)，由于二氧化碳溶解度急劇下降而析出溶質，自動分離成溶質和二氧化碳氣體二部分，前者為過程產品，定期從分離釜底部放出，后者為循環二氧化碳氣體，經過熱交換器冷凝成二氧化碳液體再循環使用。整個分離過程是利用二氧化碳流體在超臨界狀態下對有機物有特異增加的溶解度，而低于臨界狀態下對有機物基本不溶解的特性，將二氧化碳流體不斷在萃取釜和分離釜間循環，從而有效地將需要分離提取的組分從原料中分離出來。

2 超臨界流體萃取技術的特點

2.1 具有廣泛的適應性

由于超臨界狀態流體溶解度特異增高的現象是普遍存在。因而理論上超臨界流體萃取技術可作為一種通用高效的分離技術而應用。

2.2 萃取效率高，過程易于調節

超臨界流體兼具有氣體和液體特性，因而超臨界流體既有液體的溶解能力，又有氣體良好的流動和傳遞性能。并且在臨界點附近，壓力和溫度的少量變化有可能顯著改變流體溶解能力，控制分離過程。

2.3 分離工藝流體簡單

超臨界萃取只由萃取器和分離器二部分組成，不需要溶劑回收設備，與傳統分離工藝流程相比不但流程簡化，而且節省耗能。

2.4 分離過程有可能在接近室溫下完成(二氧化碳)，特別適用于過敏性天然產物

2.5 必須在高壓下操作，設備及工藝技術要求高，投資比較大

3 超臨界流體萃取技術展望

當今，隨著人們生活水平的不斷提高，對工業污染的普遍關心，以及世界各地對食品管理衛生法規有日趨嚴格的趨勢，天然產物，“綠色食品”將取得不斷發展。然而，傳統的天然產物分離，精制加工工藝中的壓榨；加熱；水汽蒸餾和溶劑萃取等工藝手段往往會造成天然產物中某些熱敏性或化學不穩定性成分在加工過程中被破壞，改變了天然食品的獨特“風味”和營養。而且加工過程溶劑殘留物的污染也是不可避免的，因而人們一直在尋找新的天然產物加工新工藝，超臨界流體萃取技術將有可能滿足人們這一要求。所以在過去20年中，國際上在超臨界流體萃取分離領域上投人大量研究工作。并在食品和香料加工領域取得一批有價值的應用成果，引起廣泛關注。但超臨界流體萃取并沒有像有些人所期望那樣取代傳統的分離方法，特別是90年代以來發展趨勢漸緩，沒有新的，有影響力的工業化成果出現，綜觀其原因，超臨界流體萃取存在著以下弊端：

⑴分離過程在高壓下進行，設備一次性投資大。

⑵萃取釜無法連續操作，造成裝置的時空產生率比較低。

⑶過程消耗指標不容忽視。

因此，超臨界流體萃取技術的開發，應充分考慮其經濟性能，只有那些能充分發揮該技術固有優點的過程才具有工業實用性的觀點，正逐漸成為人們的共識。

我國超臨界萃取技術歷經引進和仿制設備，工藝技術等階段，已逐步走向工業化。只有結合我國豐富天然產物資源開發出自己的分離新工藝，新技術才可能有進一步的發展，另外，目前我國超臨界產品如何走向市場，也是本技術能否進一步發展的重大問題，殷切希望在全國同行努力下，使我國超臨界流體萃取產業能夠形成特色，走出一條自己的路。