一、超临界萃取的根基道理

1、萃取剂

超临界萃取所用的萃取剂为超临界流体。

• 超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态
  ，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时能力存在。

• 超临界流体的密度较大
  ，与液体相仿
  ，而它的粘杜字较靠近于气体。因而超临界流体是一种极度梦想的萃取剂。

2、超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力

利用这种个性
，只需扭转萃取剂流体的压力和温度
，就能够把样品中的分歧组分按在流体中溶化度的大幼
，先后萃取出来。

（1）在低压下弱极性的物质先萃取
，随着压力的增长
，极性较大和大分子量的物质与根基性质
，所以在法式升压下进行超临界萃取分歧萃取组分
，同时还能够起到分离的作用。

（2）温度变动体此刻影响萃取剂的密杜纂溶质的蒸汽压两个成分
，在低温区（仍在临界温度以上）
，温度升高降低流体密度
，而溶质蒸汽压增长不多
，因而
，萃取剂的溶化能力时的升温能够使溶质从流体萃取剂中析出
，温度进一步升高到高温区时
，固然萃取剂的密度进一步降低
，但溶质蒸汽压增长
，挥发度提高
，萃取率不只不会削减反而有增大的趋向。

（3）除压力与温度表
，在超临界流体中参与少量其他溶剂也可扭转它对溶质的溶化能力。其作用机理至今尚未齐全明显。通常参与量不超过10％
，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。参与少量的极性溶剂
，能够使超临界萃取技术的合用领域进一步扩大到极性较大化合物。

二、超临界萃取的尝试装置与萃取方式

1、超临界萃取的尝试装置设备图片

多职能超临界多元流体分步萃取、沉组萃取、有毒物成份萃取囘收、超低微量成份萃取回收、精馏、萃取精馏、逆溛萃取、液液萃取、萃取冷冻结晶、多元溶媒的全封关循环系统以及保健食品的膨化、脫色、脱硫、脱腥异味、着色、加香等的精造加工工业试验装置。

单纯超临界CO2萃取成套设备

2、超临界流体萃取的流程如附图所示
，它蕴含：

（1）超临界流体产生源
，由萃取剂储瓶、高压泵及其他从属装置组成
，其职能是将萃取剂由常温压态转化为超临界流体。

（2）超临界流体萃取部门
，由样品萃取管及从属装置组成
，处于超临界态的萃取剂在这里将被萃取的溶质从样品基质中溶化出来
，随着流体的流动
，使含被萃取溶质的流体与样品基体分隔。

（3）溶质减压吸附分离部门
，由喷口及吸收管组成
，萃取出来的溶质及流体
，必须由超临界态经喷口减压降温转化学常温常压态
，此时流体挥发逸出
，而溶质在吸收管内多孔填料表表
，用相宜溶剂洗吸收管
，就可把溶质洗脱网络备用。

高压泵-- 萃取管-- 吸收管-- 网络器--超临界流体冈炜--溶剂洗脱泵

2、超临界萃取的方式

超临界流体萃取的方式可分为：

a、动态法：单一、方便、急剧
，出格适合于萃取在超临界流体萃取剂中溶化度很大的物质
，并且样品基体又很容易被超临界流体渗入的场所。

b、静态法：适合于萃取与样品基体较难分离或在萃取剂流体内溶化度下大的物质
，也适合于样品基体较为致密、超临界流体不易渗入的场所
，但萃取快率较慢。

三、超临界流体及萃取前提的选择

1、超临界流体的选择

根基道理为：

CO2的临界温度（Tc）和临界压力（Pc）别离为31.05℃和7.38MPa
，当处于这个临界点以上时
，此时的CO2同时拥有气体和液体双沉个性。它既近似于气体
，粘杜纂气体相近；又近似于液体
，密杜纂液体相近
，但其扩散系数却比液体大得多。是一个优越的溶剂
，能通过度子间的相互作用和扩散作用将很多物质溶化。同时
，在稍高于临界点的区域内
，压力稍有变动
，即引起其密度的很大变动
，从而引起溶化度的较大变动。因而
，超临界CO2能够从基体中将物质溶化出来
，形成超临界CO2负载相
，而后降低载气的压力或升高温度
，超临界CO2的溶化度降低
，这些物质就沉淀出来（解析）与CO2分离
，从而达到提取分离的主张。

分歧的物质由于在CO2中的溶化度分歧或统一物质在分歧的压力和温度下溶化情况分歧
，使这种提取分离过程拥有较高的选择性。

CO2是目前用得最多的超临界流体
，它不只是很强的溶剂
，能够萃取食品加工中领域很广的化合物
，并且相对来说
，性质不变
，价值便宜
，无毒
，不点火
，可循环使用。因而出格合用于萃取挥发和热敏性物质。与传统溶剂正己烷、二氯甲烷相比
，拥有显著的优厚性。

从溶剂强度思考
，超临界氨气是最佳选择
，但氨很易与其他物质反映
，对设备侵蚀严沉
，并且日常使用太危险。超临界甲醇也是很好的溶剂
，但由于它的临界温度很高
，在室温前提下是液体
，提取后还必要复杂的浓缩步骤而无法选取
，低烃类物质因可燃易爆
，也不如CO2那样使用宽泛。

2、萃取前提的选择

萃取前提的选择有几种情况：

（1）是用统一种流体选择分歧的压力来扭转提取前提
，从而提取出分歧类型的化合物；

（2）是凭据提取物在分歧前提下
，在超临界流体中的溶化性来选择相宜的提取前提；

（3）是将分析物沉积在吸附剂上
，用超临界流体洗脱
，以达到分类选择提取的主张；

（4）是对极性较大的组分
，可直接将甲醇参与样品中
，用超临界CO2提取
，或者用另一个泵按肯定比例泵入甲醇与超临界CO2
，来达到增长萃取剂强度的主张。

影响萃取效能的成分除了萃取剂流体的压力、组成、萃取温度表
，萃取过程的功夫及吸收管的温度出会影响到萃取及网络的效能
，萃取功夫取决于两个成分：

（1）是被萃取物在流体中的溶化度
，溶化度越大
，萃取效能越高
，快率也越快；

（2）是被萃取物质在基体中的传质快率越大
，萃取越齐全
，效能也越高。网络器或吸收管的温度也会影响到回收率
，降低温杜仔利于提高回收率。

超临界流体减压后
，用于网络提取物的步骤重要有两类：

（1）离线SFE：操作单一
，只必要相识提取步骤
，样品提取物可用其他相宜的步骤分析。

（2）在线SFE或联机SFE：不仅必要相识SFE
，还要相识色谱前提
，并且样品提取物不合用于其他步骤分析
，其利益重要是解除了提取和色谱分析之间的样品处置过程
，并且由因而直接将提取物转移到色谱柱中而有可能达到最大的活络度。

三、超临界流体萃取在食品工业的利用事俘

超临界流体萃取在食品中的利用
，重要是近20年的事件。在食品加工中
，险些都选取CO2作为萃取剂。

1、植物油的萃。ù蠖埂⑾蛉湛⒖煽伞⒖Х取⒆亻档鹊闹肿樱

2、动物油的萃。ㄓ阌汀⒏斡偷龋

3、从茶、咖啡中脱除咖啡因
，啤酒花的萃。山獬┮┑拇荆

茶叶中富含咖啡因
，约占干物量的2%~5%
，咖啡因是一种生物碱
，对人体新陈代谢有着宽泛的影响
，有些是有益的
，有些就是不很合乎必要
，过量消费咖啡因会影响健全
，有些人吃进很少的咖啡因也受不了。

早在50年代就出现了脱咖啡因红茶
，起初都是使用有机溶剂法
，该步骤会扭转茶叶的色、香、味、形
，尤其是不成预防线存在有机溶剂残留。随着超临界流体萃取技术钻研利用的深刻
，人们转而使用超临界CO2萃取技术来出产脱咖啡因红茶。

萃取技术在茶叶脱咖啡因的发展过程

4、食品的脱脂（无脂淀粉、油炸食品等）

5、香料的萃取

6、植物色素的萃取及各类物质的脱色、脱臭

超临界CO2的性质与正己烷的极性类似
，因而出格适于萃取脂溶性成分。如β-胡萝卜素、辣椒红素、烟脂树橙、叶黄素等。此表
，通过使用分歧的夹带剂
，能够扭转CO2的极性
，从而使萃取领域扩大。

利用超临界CO2萃取海藻中的胡萝卜素。用丙酮作夹带剂
，可提高萃取率。

表1为胡萝卜在分歧丙酮含量下胡萝卜素在CO2中的溶化度和提取率。

超临界CO2萃取胭脂树橙 A.J.Degnan等钻研了超临界CO2对烟脂树橙萃取的影响。纯胭脂树橙在CO2中的最大溶化度为0.003mg/g
，而胭脂树种子色素的最大溶化度为0.026mg/g。温度增长色素在CO2中的溶化度增长
，但一样温度时增中压力溶化度不增长（表3）。用植物油作夹带剂可提高胭脂树橙的萃取率。

表3 胭脂树种子中色素在分歧前提超临界CO2中的溶化度

Roy R.Chao蹬酌超临界CO2从胭脂树种子中萃取天然色素
，了局批注萃取的色素重要是胭脂树橙和降胭脂树橙。胭脂树橙比降胭脂树橙更易萃取。胭脂树橙比降胭脂树橙更易萃取
，萃取温度50℃
，压力310bar可获得较高的总色素产量。

四、结论

只管超临界流体萃取天然色素拥有好多的利益
，但目前我国在这一领域还未得到宽泛的工业化利用。重要原因是超临界设备一次性投资较大
，并且萃取天然色素的工艺尚不成熟。但是由于超临界流体萃取的各种利益
，目前好多厂家已经或正筹备投资采办超临界设备。超临界流体萃取天然色素工艺的钻研是今后发展的一个沉点。出格是随着人们对职能性天然色素的意识和器沉
，相信超临界流体萃取将取代传统的溶剂法提取天然色素
，出产出高纯度、高品质的色素产品
，以满足使用和出口的必要。