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摘要：优异特性而在精细化学工业、医药工业、食品工业以及高分子材料制备等领域具有广泛的应用。基于此，本文就超临界二氧化碳流体萃取技术基本原理与特点展开综述，并对超临界二氧化碳流体技术在萃取中的应用进行探析。
关键词：超临界流体；二氧化碳；应用
1、超临界CO2流体萃取技术简介
1.1超临界二氧化碳萃取技术的基本原理
超临界流体萃取技术中普遍通用的溶剂就是二氧化碳，二氧化碳的价格相对较低，方便提取，对于环境不会造成污染，达到超临界时，二氧化碳的流体会具备气液两相的优点，渗透能力和低粘度特性非常明显，特别适合应用在天然产物有效成分的提取中。当超临界流体和需要分离的物质接触以后，可以将其按照极性、沸点和分子量大小依次萃取出来。虽然按照一定的压强分离可能会萃取出非单一的产物，还可以借助减压升温等方法将超临界流体转变成气体，进而达成分离提纯天然产物的目的。
1.2 超临界二氧化碳萃取技术的基本特点
温度低。超临界二氧化碳萃取技术在进行实验期间的温度要求并不高，通常可以固定在 35-55 摄氏度之间，整个反应流程都处于二氧化碳的环境中，热敏性成分可以实现隔离，保留下需要的成分。天然产物成分往往遇到高温容易发生分解，超临界二氧化碳萃取技术可以有效避免该类问题的产生。
无残留物。超临界二氧化碳萃取技术使用过程中不会涉及到任何有机溶剂，所以，最后得到的萃取物中也不会留下任何化学溶剂，可以防止残留下有害物质。
可靠性高、成本低。二氧化碳并不容易发生反应，无毒无味，不可燃，使用过程中可以保证安全性；制得二氧化碳的工艺目前已经非常成熟了，从而二氧化碳的价格相对较低，纯度则很高，生产过程中还能实现循环应用，生产成本大大减低。
1.3超临界二氧化碳流体性质
如上文所说，超临界流体的一些性质都是介于液体和气体之间的，超临界二氧化碳流体也是如此。首先，超临界二氧化碳流体的密度受到温度和压力的影响。这种影响主要表现在：在临界点附近，压力或温度较小的变化都会引起其密度发生较大的变化。其次，超临界二氧化碳流体的传质性。这与其黏度、热导率和扩散系数有一定的关系。而这三个数值与其在液体和气体状态下的有一定的差别。这些差别是其在化工分离中应用的理论基础。第三，超临界二氧化碳流体的溶解性能。在普通状态下的二氧化碳不能溶解某些物质，而当其处在超临界流体状态之下，二氧化碳流体可以溶解某些溶质，这是超临界流体的溶剂化效应。影响超临界二氧化碳流体溶解性能的因素主要有以下几个方面：压力、温度和溶质性质。
2、超临界二氧化碳萃取技术的应用
2.1啤酒花的萃取
超临界二氧化碳流体萃取技术在酒类工业中被广泛的用于啤酒花的萃取中。啤酒花中所含的α-酸（律草酮）赋予啤酒特有的香气、清爽。在过去，直接用啤酒花进行酿造，这样α-酸的利用率仅接近25%，现在进行酿造时多采用啤酒花的萃取物。传统的萃取方法是有机溶剂萃取，产物得率比较低，而且还有溶剂的残留。采用超临界流体萃取后，萃取率很高，α-酸达到98.9%。
超临界二氧化碳流体萃取啤酒花的过程如下：首先将啤酒花磨成粉，然后装入萃取釜中，通入二氧化碳流体，最后分离产物。产物为黄绿色的带芳香味的膏状物。[1]
2.2天然色素的萃取
人工合成色素由于其着色力强、稳定性好、品质均一、色泽鲜艳、种类繁多等优点风靡一时。但随着人们对于健康饮食的呼声越来越高，天然色素的开发利用高潮随即被掀起。在我国天然色素的年生产量达到25000多吨，排世界第三位。但多数工厂的规模较小，几乎都是采用传统工艺进行色素的提取。传统工艺生产的产品质量差，纯度低，有异味和溶剂残留。超临界二氧化碳流体萃取技术由于其固有的特点，避免了以上情况的出现，因此成为色素萃取工艺的热点。
孙庆杰等人利用超临界二氧化碳流体萃取技术对番茄皮中的番茄红素进行了萃取，并着重研究了在不同条件下番茄红素的萃取率。[1]廖传华等对螺旋藻中的β-胡萝卜素进行超临界二氧化碳流体萃取，并分析研究了不同操作条件对萃取得率的影响，以及对萃取工艺进行了优化。[2]
2.3油脂萃取
近些年來的研究表明，超临界二氧化碳流体萃
取在植物油的提取及精加工方面都较传统方法有明显优势。对于植物油的传统提取工艺为压榨法和溶剂萃取法。这两种方法的萃取率都不高，而且后者还有溶剂残留的问题。相比之下，超临界二氧化碳流体萃取技术则有着高萃取率、高有效成分含量、可优化产品加工工序等优点。
超临界二氧化碳流体对油脂的萃取过程分为萃取和分离两部分。加工工序如下：种子的预处理（包括洗净、破碎），萃取再分离。由于萃取产物的颜色比较淡，故可省去脱色工序。
2.4天然香料的萃取
天然香料传统的萃取方法主要有：榨磨法、水汽蒸馏法、挥发性溶剂浸提法和吸附法等，传统的方法多采用了热处理，而热处理会造成香气中的热敏成分损失。同时溶剂萃取等其他方法的萃取率不高，而且有着相对较为复杂的后加工过程。超临界二氧化碳流体萃取条件比较温和，而且后处理过程相对简单，而且不会破坏香料中有效成分。萃取产物是呈味成分和
精油，而且精油在超临界二氧化碳流体中的溶解度很大，超临界二氧化碳流体对固体颗粒的渗透性很强，故萃取后的产物质量很高。
目前天然香料的超临界二氧化碳流体萃取达到商业化生产的超过了四十个品种。可见，对于天然香料的超临界二氧化碳流体萃取技术的研究非常活跃。廖传华等进行了菊花油的超临界二氧化碳流体萃取实验，并用高效液相色谱法对萃取的菊花油进行了分析，结果表明，超临界溶剂的溶解能力与其密度有比压力更为直接的关系。
3、展望
随着生活水平的不断提高，人们越来越关心食品的质量安全问题。超临界流体萃取技术应运而生，其中的超临界二氧化碳流体由于其本身的性质，在食品工业应用最为广泛。随着这项技术的不断成熟，在不久的将来，超临界二氧化碳流体萃取技术在与其它相关技术结合的情况下，会逐渐的取代传统的化学分离技术。同时，食品工艺水平和食品质量也会有很大的提高。
参考文献：
[1]张德权，胡晓丹. 食品超临界CO2流体加工技术[M] . 化学工业出版社2005. 4.
[2]孙庆杰，丁霄霖. 超临界CO2萃取番茄红素的初步研究[J]. 食品与发酵工业 1998，24（1）：3-6.
[3]廖传华，周玲，顾海明，等. 超临界CO2萃取β-胡萝卜素的实验研究（Ⅰ）[J]. 精细化工 2002，19（6）：365-366.
关键词：超临界流体；二氧化碳；应用
1、超临界CO2流体萃取技术简介
1.1超临界二氧化碳萃取技术的基本原理
超临界流体萃取技术中普遍通用的溶剂就是二氧化碳，二氧化碳的价格相对较低，方便提取，对于环境不会造成污染，达到超临界时，二氧化碳的流体会具备气液两相的优点，渗透能力和低粘度特性非常明显，特别适合应用在天然产物有效成分的提取中。当超临界流体和需要分离的物质接触以后，可以将其按照极性、沸点和分子量大小依次萃取出来。虽然按照一定的压强分离可能会萃取出非单一的产物，还可以借助减压升温等方法将超临界流体转变成气体，进而达成分离提纯天然产物的目的。
1.2 超临界二氧化碳萃取技术的基本特点
温度低。超临界二氧化碳萃取技术在进行实验期间的温度要求并不高，通常可以固定在 35-55 摄氏度之间，整个反应流程都处于二氧化碳的环境中，热敏性成分可以实现隔离，保留下需要的成分。天然产物成分往往遇到高温容易发生分解，超临界二氧化碳萃取技术可以有效避免该类问题的产生。
无残留物。超临界二氧化碳萃取技术使用过程中不会涉及到任何有机溶剂，所以，最后得到的萃取物中也不会留下任何化学溶剂，可以防止残留下有害物质。
可靠性高、成本低。二氧化碳并不容易发生反应，无毒无味，不可燃，使用过程中可以保证安全性；制得二氧化碳的工艺目前已经非常成熟了，从而二氧化碳的价格相对较低，纯度则很高，生产过程中还能实现循环应用，生产成本大大减低。
1.3超临界二氧化碳流体性质
如上文所说，超临界流体的一些性质都是介于液体和气体之间的，超临界二氧化碳流体也是如此。首先，超临界二氧化碳流体的密度受到温度和压力的影响。这种影响主要表现在：在临界点附近，压力或温度较小的变化都会引起其密度发生较大的变化。其次，超临界二氧化碳流体的传质性。这与其黏度、热导率和扩散系数有一定的关系。而这三个数值与其在液体和气体状态下的有一定的差别。这些差别是其在化工分离中应用的理论基础。第三，超临界二氧化碳流体的溶解性能。在普通状态下的二氧化碳不能溶解某些物质，而当其处在超临界流体状态之下，二氧化碳流体可以溶解某些溶质，这是超临界流体的溶剂化效应。影响超临界二氧化碳流体溶解性能的因素主要有以下几个方面：压力、温度和溶质性质。
2、超临界二氧化碳萃取技术的应用
2.1啤酒花的萃取
超临界二氧化碳流体萃取技术在酒类工业中被广泛的用于啤酒花的萃取中。啤酒花中所含的α-酸（律草酮）赋予啤酒特有的香气、清爽。在过去，直接用啤酒花进行酿造，这样α-酸的利用率仅接近25%，现在进行酿造时多采用啤酒花的萃取物。传统的萃取方法是有机溶剂萃取，产物得率比较低，而且还有溶剂的残留。采用超临界流体萃取后，萃取率很高，α-酸达到98.9%。
超临界二氧化碳流体萃取啤酒花的过程如下：首先将啤酒花磨成粉，然后装入萃取釜中，通入二氧化碳流体，最后分离产物。产物为黄绿色的带芳香味的膏状物。[1]
2.2天然色素的萃取
人工合成色素由于其着色力强、稳定性好、品质均一、色泽鲜艳、种类繁多等优点风靡一时。但随着人们对于健康饮食的呼声越来越高，天然色素的开发利用高潮随即被掀起。在我国天然色素的年生产量达到25000多吨，排世界第三位。但多数工厂的规模较小，几乎都是采用传统工艺进行色素的提取。传统工艺生产的产品质量差，纯度低，有异味和溶剂残留。超临界二氧化碳流体萃取技术由于其固有的特点，避免了以上情况的出现，因此成为色素萃取工艺的热点。
孙庆杰等人利用超临界二氧化碳流体萃取技术对番茄皮中的番茄红素进行了萃取，并着重研究了在不同条件下番茄红素的萃取率。[1]廖传华等对螺旋藻中的β-胡萝卜素进行超临界二氧化碳流体萃取，并分析研究了不同操作条件对萃取得率的影响，以及对萃取工艺进行了优化。[2]
2.3油脂萃取
近些年來的研究表明，超临界二氧化碳流体萃
取在植物油的提取及精加工方面都较传统方法有明显优势。对于植物油的传统提取工艺为压榨法和溶剂萃取法。这两种方法的萃取率都不高，而且后者还有溶剂残留的问题。相比之下，超临界二氧化碳流体萃取技术则有着高萃取率、高有效成分含量、可优化产品加工工序等优点。
超临界二氧化碳流体对油脂的萃取过程分为萃取和分离两部分。加工工序如下：种子的预处理（包括洗净、破碎），萃取再分离。由于萃取产物的颜色比较淡，故可省去脱色工序。
2.4天然香料的萃取
天然香料传统的萃取方法主要有：榨磨法、水汽蒸馏法、挥发性溶剂浸提法和吸附法等，传统的方法多采用了热处理，而热处理会造成香气中的热敏成分损失。同时溶剂萃取等其他方法的萃取率不高，而且有着相对较为复杂的后加工过程。超临界二氧化碳流体萃取条件比较温和，而且后处理过程相对简单，而且不会破坏香料中有效成分。萃取产物是呈味成分和
精油，而且精油在超临界二氧化碳流体中的溶解度很大，超临界二氧化碳流体对固体颗粒的渗透性很强，故萃取后的产物质量很高。
目前天然香料的超临界二氧化碳流体萃取达到商业化生产的超过了四十个品种。可见，对于天然香料的超临界二氧化碳流体萃取技术的研究非常活跃。廖传华等进行了菊花油的超临界二氧化碳流体萃取实验，并用高效液相色谱法对萃取的菊花油进行了分析，结果表明，超临界溶剂的溶解能力与其密度有比压力更为直接的关系。
3、展望
随着生活水平的不断提高，人们越来越关心食品的质量安全问题。超临界流体萃取技术应运而生，其中的超临界二氧化碳流体由于其本身的性质，在食品工业应用最为广泛。随着这项技术的不断成熟，在不久的将来，超临界二氧化碳流体萃取技术在与其它相关技术结合的情况下，会逐渐的取代传统的化学分离技术。同时，食品工艺水平和食品质量也会有很大的提高。
参考文献：
[1]张德权，胡晓丹. 食品超临界CO2流体加工技术[M] . 化学工业出版社2005. 4.
[2]孙庆杰，丁霄霖. 超临界CO2萃取番茄红素的初步研究[J]. 食品与发酵工业 1998，24（1）：3-6.
[3]廖传华，周玲，顾海明，等. 超临界CO2萃取β-胡萝卜素的实验研究（Ⅰ）[J]. 精细化工 2002，19（6）：365-366.