基本原理

超臨界流體萃取是國際上*的物理萃取技術(shù)，簡稱SFE（supercritical fluid extraction）。在較低溫度下，不斷增加壓力時，氣體會轉(zhuǎn)化成液體，當壓力增高時，液體的體積增大，對于某一特定的物質(zhì)而言總存在一個臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc），高于臨界溫度和臨界壓力，物質(zhì)不會成為液體或氣體，這一點就是臨界點。在臨界點以上的范圍內(nèi)，物質(zhì)狀態(tài)處于氣體和液體之間，這個范圍之內(nèi)的流體成為超臨界流體（SF）。超臨界流體具有類似氣體的較強穿透力和類似于液體的較大密度和溶解度，具有良好的溶劑特性，可作為溶劑進行萃取、分離單體。

超臨界流體萃取是近代化工分離中出現(xiàn)的高新技術(shù)，SFE將傳統(tǒng)的蒸餾和有機溶劑萃取結(jié)合一體，利用超臨界CO2優(yōu)良的溶劑力，將基質(zhì)與萃取物有效分離、提取和純化。SFE使用超臨界CO2對物料進行萃取。CO2是安全、無毒、廉價的液體，超臨界CO2具有類似氣體的擴散系數(shù)、液體的溶解力，表面張力為零，能迅速滲透進固體物質(zhì)之中，提取其精華，具有高效、不易氧化、無化學污染等特點。

超臨界流體萃取分離技術(shù)是利用超臨界流體的溶解能力與其密度密切相關(guān)，通過改變壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅改變。在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和相對分子質(zhì)量大小不同的成分萃取出來。

臨界流體

超臨界流體（Supercritical Fluid，SF）是處于臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體具有氣體和液體的雙重特性。SF的密度和液體相近，粘度與氣體相近，但擴散系數(shù)約比液體大100倍。由于溶解過程包含分子間的相互作用和擴散作用，因而SF對許多物質(zhì)有很強的溶解能力。這些特性使得超臨界流體成為一種好的萃取劑。而超臨界流體萃取，就是利用超臨界流體的這一強溶解能力特性，從動、植物中提取各種有效成份，再通過減壓將其釋放出來的過程。

超臨界流體對物質(zhì)進行溶解和分離的過程就叫超臨界流體萃取。可作為SF的物質(zhì)很多，如二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨等，其中多選用CO2（臨界溫度接近室溫，且無色、無毒、無味、不易然、化學惰性、價廉、易制成高純度氣體）。

優(yōu)點

用超臨界萃取方法提取天然產(chǎn)物時，一般用CO2作萃取劑。這是因為：

a） 臨界溫度和臨界壓力低（Tc=31.1℃，Pc=7.38MPa），操作條件溫和，對有效成分的破壞少，因此特別適合于處理高沸點熱敏性物質(zhì)，如香精、香料、油脂、維生素等；

b）CO2可看作是與水相似的無毒、廉價的有機溶劑；

c）CO2在使用過程中穩(wěn)定、無毒、不燃燒、安全、不污染環(huán)境，且可避免產(chǎn)品的氧化：

d）CO2的萃取物中不含硝酸鹽和有害的重金屬，并且無有害溶劑的殘留；

e）在超臨界CO2萃取時，被萃取的物質(zhì)通過降低壓力，或升高溫度即可析出，不必經(jīng)過反復萃取操作，所以超臨界CO2萃取流程簡單。

因此超臨界CO2萃取特別適合于對生物、食品、化妝品和藥物等的提取和純化。

夾帶劑

在超臨界狀態(tài)下，CO2具有選擇性溶解。SFE-CO2對低分子、低極性、親脂性、低沸點的成分如揮發(fā)油、烴、酯、內(nèi)酯、醚，環(huán)氧化合物等表現(xiàn)出優(yōu)異的溶解性，像天然植物與果實的香氣成分。對具有極性基團（-OH，-COOH等）的化合物，極性基團愈多，就愈難萃取，故多元醇，多元酸及多羥基的芳香物質(zhì)均難溶于超臨界二氧化碳。對于分子量高的化合物，分子量越高，越難萃取，分子量超過500的高分子化合物也幾乎不溶。而對于分子量較大和極性基團較多的中草藥的有效成分的萃取，就需向有效成分和超臨界二氧化碳組成的二元體系中加入第三組分，來改變原來有效成分的溶解度，在超臨界液體萃取的研究中，通常將具有改變?nèi)苜|(zhì)溶解度的第三組分稱為夾帶劑（也有許多文獻稱夾帶劑為亞臨界組分）。一般地說，具有很好溶解性能的溶劑，也往往是很好的夾帶劑，如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯。

夾帶劑的作用及原理

由于CO2是非極性物質(zhì)，單純的SC-CO2只能萃取極性較低的親脂性物質(zhì)及低分子量的脂肪烴，如醇、醚、醛及內(nèi)醋等物質(zhì)。對于極性較大的親水性分子，金屬離子及相對分子量較大的物質(zhì)萃取效果不夠理想。1989年于恩平等介紹了關(guān)于超臨界CO2萃取過程中使用夾帶劑。即萃取時加入合適的夾帶劑。如乙醇、甲醇、丙酮等。不僅改善和維持了萃取選擇性，而且提高了難揮發(fā)性溶質(zhì)和極性溶質(zhì)的溶解度。由于夾帶劑的使用，增強了SC-CO2的溶解力和選擇性。夾帶劑可以從兩個方而影響溶質(zhì)在SC-CO2中的溶解度和選擇性，即CO2的密度和溶質(zhì)與夾帶劑分子間的相互作用。一般來說，夾帶劑在使用中用量較少，對二氧化碳的密度影響不大。甚至還會降低SC-CO2的密度。而影響溶解度和選擇性的決定因素就是夾帶劑與溶質(zhì)分子間的范德華力或夾帶劑與溶質(zhì)有特定的分子間作用，如氫鍵及其它各種作用力。例如，超臨界CO2萃取重金屬，重金屬離子帶有正電荷，具有很強的極性，使得重金屬離子與SC-CO2之間的范德華力很弱，難以直接萃取。一般采取的方法是選擇帶有負電的夾帶劑（此處也稱金屬配合劑），中和金屬離子的正電荷，由于配合衍生效應的緣故，生成的中性配合物的極性已大大降低，再結(jié)合另一種極性夾帶劑。增強其在SC-CO2中的溶解度，進行萃取。另外，在溶劑的臨界點附近，溶質(zhì)溶解度對溫度、壓力的變化最為敏感。加入夾帶劑后，能使混合溶劑的臨界點相應改變，更接近萃取溫度。增強溶質(zhì)溶解度對溫度、壓力的敏感程度，使被分離組分在操作壓力不變的情況下，適當升溫就可使溶解度大大降低，從循環(huán)氣體中分離出來，以避免氣體再次壓縮的高能耗。

夾帶劑在超臨界CO2微乳液萃取技術(shù)中也起著非常重要的作用。超臨界CO2微乳液是由合適的表面活性劑（SAA）溶解于SC-CO2中形成的。由于SC-CO2對大多數(shù)SAA的溶解力是有限的，使得超臨界CO2微乳液的形成過程比較困難。加入夾帶劑（多為含3-6個碳原子的醇）不僅可以增加SAA在SC-CO2中的溶解度，同時還可以作為助表面活性劑有利于超臨界CO2微乳液的形成。超臨界CO2微乳液萃取技術(shù)在生物活性物質(zhì)和金屬離子萃取方面取得了很大的成就，有著非常廣闊的發(fā)展前景。

夾帶劑的選擇

夾帶劑的選擇是一個比較復雜的過程，歸納起來可概括為以下幾個方面：

⑴充分了解被萃取物的性質(zhì)及所處環(huán)境。

被萃取物的性質(zhì)包括分子結(jié)構(gòu)、分子極性、分子量、分子體積和化學活性等。了解被萃取物所處環(huán)境也是非常必要的，它可以指導夾帶劑的選擇。例如：DHA分布于低極性的甘油脂、中極性的半乳糖酯和極性很大的磷脂中，且主要存在于極性脂質(zhì)中，所以要提取其中DHA必須提取出各種極性的脂質(zhì)成分，進而可以確定合適的夾帶劑。

⑵綜合夾帶劑的性質(zhì)（分子極性、分子結(jié)構(gòu)、分子量、分子體積）和被萃取物性質(zhì)及所處環(huán)境進行夾帶劑的預選。

對酸、醇、酚、酯等被萃取物，可以選用含-OH、C=0基因的夾帶劑；對極性較大的被萃取物，可選用極性較大的夾帶劑。

⑶實驗驗證。

確定因素有夾帶劑的夾帶增大效應（以純CO2萃取為參照）和夾帶劑的選擇性，統(tǒng)稱為夾帶劑的夾帶效應。臧志清等在超臨界CO2萃取紅辣椒夾帶劑的篩選研究中對此做了詳細的介紹。

對于夾帶劑的選擇，還有必要掌握涉及萃取條件的相變化、相平衡情況。但這方而的實驗測定比較困難，有關(guān)論文發(fā)表及介紹資料不多。另外，夾帶劑在改善SC-CO2的溶解性的同時，也會削弱萃取系統(tǒng)的捕獲作用，導致共萃物的增加，還可能會干擾分析測定，所以夾帶劑的用量要小，一般不要超過5%mol。最后，超臨界CO2萃取技術(shù)已廣泛應用于生物、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，因而夾帶劑在這些領(lǐng)域中還須滿足廉價、安全、符合醫(yī)藥食品衛(wèi)生等要求。

夾帶劑存在問題及發(fā)展方向

夾帶劑的引入給了超臨界CO2萃取技術(shù)更廣闊的應用，同時也帶來了兩個負而影響。這就是由于夾帶劑的使用，增加了從萃取物中分離回收夾帶劑的難度。而且由于使用了夾帶劑，使得一些萃取物中有夾帶劑的殘留。這就失去了超臨界CO2萃取沒有溶劑殘留的優(yōu)點。工業(yè)上也增加了設(shè)計、研制和運行工藝方而的困難。針對這些有必要進一步地研究。由于對不同的萃取物，不同的萃取體系，夾帶劑的種類、用量和作用都會有所不同，因此開發(fā)新型、容易與產(chǎn)物分離、無害的夾帶劑，研究其作用機理乃是今后研究的方向之一。

特點：

超臨界流體技術(shù)在萃取和精餾過程中，作為常規(guī)分離方法的替代，有許多潛在的應用前景。其優(yōu)勢特點是：

⑴超臨界萃取可以在接近室溫（35~40℃）及CO2氣體籠罩下進行提取，有效地防止了熱敏性物質(zhì)的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持著藥用植物的有效成分，而且能把高沸點、低揮發(fā)性、易熱解的物質(zhì)在遠低于其沸點溫度下萃取出來；

⑵使用SFE是最干凈的提取方法，由于全過程不用有機溶劑，因此萃取物無殘留的溶劑物質(zhì)，從而防止了提取過程中對人體有害物的存在和對環(huán)境的污染；

⑶萃取和分離合二為一，當飽和的溶解物的CO2流體進入分離器時，由于壓力的下降或溫度的變化，使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開，不僅萃取的效率高而且能耗較少，提高了生產(chǎn)效率也降低了費用成本；

⑷CO2是一種不活潑的氣體，萃取過程中不發(fā)生化學反應，且屬于不燃性氣體，無味、無臭、無毒、安全性非常好；

⑸CO2氣體價格便宜，純度高，容易制取，且在生產(chǎn)中可以重復循環(huán)使用，從而有效地降低了成本；

⑹壓力和溫度都可以成為調(diào)節(jié)萃取過程的參數(shù)，通過改變溫度和壓力達到萃取的目的，壓力固定通過改變溫度也同樣可以將物質(zhì)分離開來；反之，將溫度固定，通過降低壓力使萃取物分離，因此工藝簡單容易掌握，而且萃取的速度快。

工藝流程

將需要萃取的植物粉碎，稱取約300-700g裝入萃取器⑹中，用CO2反復沖洗設(shè)備以排除空氣。操作時先打開閥⑿及氣瓶閥門進氣，再啟動高壓閥⑷升壓，當壓力升到預定壓力時再調(diào)節(jié)減壓閥⑼，調(diào)整好分離器⑺內(nèi)的分離壓力，然后打開放空閥⑽接轉(zhuǎn)子流量計測流量通過調(diào)節(jié)各個閥門，使萃取壓力、分離壓力及萃取過程中通過CO2流量均穩(wěn)定在所需操作條件，半閉閥門⑽，打開閥門⑾進行全循環(huán)流程操作，萃取過程中從放油閥⑻把萃取液提出。

總之，SFE技術(shù)基本工藝流程為：原料經(jīng)除雜、粉碎或軋片等一系列預處理后裝入萃取器中。系統(tǒng)沖入超臨界流體并加壓。物料在SCF作用下，可溶成分進入SCF相。流出萃取器的SCF相經(jīng)減壓、調(diào)溫或吸附作用，可選擇性地從SCF相分離出萃取物的各組分，SCF再經(jīng)調(diào)溫和壓縮回到萃取器循環(huán)使用。SC-CO2萃取工藝流程由萃取和分離兩大部分組成。在特定的溫度和壓力下，使原料同SC-CO2 流體充分接觸，達到平衡后，再通過溫度和壓力的變化，使萃取物同溶劑SC-CO2分離，SC-CO2循環(huán)使用。整個工藝過程可以是連續(xù)的、半連續(xù)的或間歇的。

裝置規(guī)模

超臨界流體萃取裝置設(shè)計的總體要求是：

1）工作條件下安全可靠，能經(jīng)受頻繁開、關(guān)蓋（萃取釜），抗疲勞性能好；

2）一般要求一個人操作，在10 min內(nèi)就能完成萃取釜全膛的開啟和關(guān)閉一個周期，密封性能好；

3）結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，能長期連續(xù)使用（即能三班運轉(zhuǎn)）；

4）設(shè)置安全聯(lián)鎖裝置。高壓泵有多種規(guī)格可供選擇，三柱塞高壓泵能較好地滿足超臨界CO2萃取產(chǎn)業(yè)化的要求。超臨界CO2萃取裝置宜以中小型較為實際。大型裝置如單釜大于1 000 L規(guī)模的就不宜盲目上馬。每套裝置配置2~3個萃取釜效率會高一些。日本幾家擁有超臨界CO2萃取裝置的公司，其中大部分是中小型裝置，只有一家是大于1 000 L容積的。

總體上講，SFE過程的主要設(shè)備是由高壓萃取器、分離器、換熱器、高壓泵（壓縮機）、儲罐以及連接這些設(shè)備的管道、閥門和接頭等構(gòu)成。另外， 因控制和測量的需要， 還有數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

影響因素

萃取壓力的影響

萃取壓力是SFE最重要的參數(shù)之一，萃取溫度一定時，壓力增大，流體密度增大，溶劑強度增強，溶劑的溶解度就增大。對于不同的物質(zhì)，其萃取壓力有很大的不同。

萃取溫度的影響

溫度對超臨界流體溶解能力影響比較復雜，在一定壓力下，升高溫度被萃取物揮發(fā)性增加，這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度，從而使萃取量增大；但另一方面，溫度升高，超臨界流體密度降低，從而使化學組分溶解度減小，導致萃取數(shù)減少。因此，在選擇萃取溫度時要綜合這兩個因素考慮。

萃取顆粒大小

粒度大小可影響提取回收率，減小樣品粒度，可增加固體與溶劑的接觸面積，從而使萃取速度提高。不過，粒度如過小、過細，不僅會嚴重堵塞篩孔，造成萃取器出口過濾網(wǎng)的堵塞。

CO2的流量

CO2的流量的變化對超臨界萃取有兩個方面的影響。CO2的流量太大，會造成萃取器內(nèi)CO2流速增加，CO2停留時間縮短，與被萃取物接觸時間減少，不利于萃取率的提高。但另一方面，CO2的流量增加，可增大萃取過程的傳質(zhì)推動力，相應地增大傳質(zhì)系數(shù)，使傳質(zhì)速率加快，從而提高SFE的萃取能力。因此，合理選擇CO2的流量在SFE中也相當重要。

夾帶劑的選擇

對于極性較大的溶質(zhì)，在超臨界CO2中溶解較差，SFE很難萃取出來，但若加入一定的夾帶劑，以改變?nèi)軇┑幕钚?，在一定條件下，就可以萃取出來，而且萃取條件會更低，萃取率更高。常用的夾帶劑有甲醇、氯仿等。夾帶劑的種類可根據(jù)萃取組分的性質(zhì)來選擇，加入的量一般通過實驗來確定。

應用自Hanay和Hogarth發(fā)現(xiàn)SFE原理以來以近百年了。從50年代開始進入實驗階段，如從石油中脫瀝青等。70年代末，SFE技術(shù)在食品工業(yè)中應用日益廣泛，其中從啤酒花中提取酒花精已經(jīng)形成了生產(chǎn)規(guī)模。80年代以來，SFE技術(shù)廣泛應用于香精和香辛料風味成分的提取（從玫瑰花、米蘭花、菊花等提取天然花香劑；從薄荷、胡椒等提取香辛料；對綠茶、紅茶進行全成分提取等）。

應用

超臨界萃取的特點決定了其應用范圍十分廣闊。如在醫(yī)藥工業(yè)中，可用于中草藥有效成份的提取，熱敏性生物制品藥物的精制，及脂質(zhì)類混合物的分離；在食品工業(yè)中，啤酒花的提取，色素的提取等；在香料工業(yè)中，天然及合成香料的精制；化學工業(yè)中混合物的分離等。具體應用可以分為以下幾個方面：

在食品方面的應用

傳統(tǒng)的食用油提取方法是乙烷萃取法，但此法生產(chǎn)的食用油所含溶劑的量難以滿足食品管理法的規(guī)定，美國采用超臨界二氧化碳萃取法（SCFE）提取豆油獲得成功，產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高，且無污染問題。目前，已經(jīng)可以用超臨界二氧化碳從葵花籽、紅花籽、花生、小麥胚芽、棕櫚、可可豆中提取油脂，且提出的油脂中含中性脂質(zhì)，磷含量低，著色度低，無臭味。這種方法比傳統(tǒng)的壓榨法的回收率高，而且不存在溶劑法的溶劑分離問題。專家們認為這種方法可以使油脂提取工藝發(fā)生革命性的改進。

美國ADL公司最近開發(fā)了一個用SCFE技術(shù)提取酒精的方法，還開發(fā)了從油膩的快餐食品中除去過多的油脂，而不失其原有色香味及保有其外觀和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的技術(shù)。

在醫(yī)藥保健品方面的應用

西德Saarland大學的Stahl教授對許多藥用植物采用SCFE法對其有效成分（如各種生物堿，芳香性及油性組分）實現(xiàn)了滿意的分離。

在抗生素藥品生產(chǎn)中，傳統(tǒng)方法常使用丙酮、甲醇等有機溶劑，但要將溶劑除去，又不使藥物變質(zhì)非常困難，若采用SCFE法則可以符合要求。美國ADL公司從7種植物中萃取出了治療癌癥的有效成分，使其真正應用于臨床。

許多學者認為攝取魚油和ω-3脂肪酸有益于健康。這些脂類物質(zhì)也可以從浮游植物中獲得。這種途徑獲得的脂類物質(zhì)不含膽固醇，J.K.Polak等人從藻類中萃取脂類物質(zhì)獲得成功，而且葉綠素不會被超臨界CO2萃出，因而省去了傳統(tǒng)溶劑萃取的漂白過程。

另外，用SCFE法從銀杏葉中提取的銀杏黃酮，從魚的內(nèi)臟，骨頭等提取的多烯不飽和脂肪酸（DHA，EPA），從沙棘籽提取的沙棘油，從蛋黃中提取的卵磷脂等對心腦血管疾病具有的療效。日本學者宮地洋等從藥用植物蛇床子、桑白皮、甘草根、紫草、紅花、月見草中提取了有效成分。

在化工方面的應用

A. 天然香精香料的提取

用SCFE法萃取香料不僅可以有效地提取芳香組分，而且還可以提高產(chǎn)品純度，能保持其天然香味，如從桂花、茉莉花、菊花、梅花、米蘭花、玫瑰花中提取花香精，從胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料，從芹菜籽、生姜、莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油，不僅可以用作調(diào)味香料，而且一些精油還具有較高的藥用價值。啤酒花是啤酒釀造中不可少的添加物，具有的香氣、清爽度和苦味。傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的啤酒花浸膏不含或僅含少量的香精油，破壞了啤酒的風味，而且殘存的有機溶劑對人體有害。超臨界萃取技術(shù)為酒花浸膏的生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。美國SKW公司從啤酒花中萃取啤酒花油，已形成生產(chǎn)規(guī)模。

B.天然色素的提取

目前國際上對天然色素的需求量逐年增加，主要用于食品加工、醫(yī)藥和化妝品，不少發(fā)達國家已經(jīng)規(guī)定了不許使用合成色素的最后期限，在中國合成色素的禁用也勢在必行。溶劑法生產(chǎn)的色素純度差、有異味和溶劑殘留，無法滿足國際市場對高品質(zhì)色素的需求。超臨界萃取技術(shù)克服了以上這些缺點，目前用SCFE法提取天然色素（辣椒紅色素）的技術(shù)已經(jīng)成熟并達到水平。在美國超臨界技術(shù)還用來制備液體燃料。以甲苯為萃取劑，在Pc=100atm，Tc=400-440℃條件下進行萃取，在SCF溶劑分子的擴散作用下，促進煤有機質(zhì)發(fā)生深度的熱分解，能使三分之一的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物。此外，從煤炭中還可以萃取硫等化工產(chǎn)品。美國最近研制成功用超臨界二氧化碳既作反應劑又作萃取劑的新型乙酸制造工藝。俄羅斯、德國還把SCFE法用于油料脫瀝青技術(shù)。

在農(nóng)藥殘留分析中的應用

農(nóng)藥殘留分析包括對樣品的提取、凈化、濃縮、檢測等步驟，其中提取和分離凈化是分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留分析中，樣品的前處理大多采用有機溶劑提取。溶劑提取存在許多缺點：一是溶劑浪費嚴重，對環(huán)境污染較大；二是費時，提取、凈化過程繁瑣；三是提取率低。目前國際上將超聲波提取和索氏萃取兩種方法列為首要的農(nóng)藥殘留提取方法。但是這兩種提取方法最大的缺點就是處理時間較長，因而影響了其推廣應用。

超臨界流體萃取技術(shù)在農(nóng)藥殘留的提取中具有得天獨厚的優(yōu)勢。根據(jù)眾多學者的研究發(fā)現(xiàn)，樣品前處理簡單、萃取時間短、提取效率高、提取結(jié)果準確度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點將會極大程度地推動其在農(nóng)藥殘留分析中的應用。對于水分含量大的樣品，只需在樣品前處理過程中加入適量的干燥劑混勻即可；對于極性較大的物質(zhì)，在萃取過程中加入一定量的改性劑或?qū)⒘黧w的配比加以改變就可以實現(xiàn)有效萃取。每個樣品一般從制樣到完成約需要40 rain左右，大大地縮短了提取時間，是常規(guī)溶劑提取、索氏提取和超聲波提取等方法所不能比擬的。前人研究還發(fā)現(xiàn)，超臨界流體萃取的結(jié)果重現(xiàn)性和提取準確度遠遠好于其它方法。有關(guān)學者運用SFE技術(shù)來實現(xiàn)對殺蟲劑結(jié)合殘留的萃取。亦得到了比較滿意的結(jié)果。盡管目前超臨界流體萃取技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)藥殘留研究中的熱點。但是還存在一些缺點。首先儀器價格昂貴是制約該技術(shù)推廣應用的主要因子；其次就是常用儀器的限流管比較容易堵塞，當實驗品的水分過大或提取物中有些成分粘度過高或聚合能力較強時，往往會將毛細管堵塞，嚴重時甚至使限流管報廢，限制了對部分樣品的提?。坏谌褪怯捎谕ǔＫ褂玫某R界流體是極性較弱的二氧化碳，對于極性較強物質(zhì)的萃取不很理想，因此需要大量的實驗來確定流體的種類及兩種或三種以上流體的配比，同時還需要夾帶劑的配合使用來成功實現(xiàn)對靶標物質(zhì)的萃取。這些缺點基本上是技術(shù)上的弱點。比較容易改進。中國現(xiàn)在已經(jīng)有很多廠家可以完成超臨界萃取儀器的制造。

SFE 技術(shù)越來越多地和多種方法聯(lián)用，在農(nóng)藥殘留的應用研究中很有潛力，尤其在農(nóng)藥多殘留分析中，能夠顯著地提高分析效率。有人將SFE和分析儀器GC、MS聯(lián)用，對動物組織中的有機磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯類農(nóng)藥進行分析，得到了很好的結(jié)果。Iancas等研究后認為，將SFE 與膠束毛細管電泳色譜（Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography）技術(shù)結(jié)合可以迅速有效地實現(xiàn)萃取，該分析方法將成為農(nóng)藥殘留分析中的新型方法。

發(fā)展

1、新技術(shù)

長期以來，對超臨界流體萃取技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，主要是單純超臨界CO2的間隙式萃取，處理的物料也多以固體植物為主，得到的幾乎都是粗提混合物。為了得到高純度的產(chǎn)品，德國、日本、澳大利亞、意大利等國用于精制天然維生素-E、精油脫萜、提取高純的不飽和脂肪酸等；法國用于從啤酒及葡萄酒中分離乙醇制備無醇啤酒及無醇葡萄酒。超臨界多元流體和在超臨界流體中添加夾帶劑，具有從量變到質(zhì)變的區(qū)別，具體體現(xiàn)在超臨界多元流體的分步選擇性萃取、重組萃取及精餾萃取新工藝，可用于復方中成藥、民族藥新制劑的加工，保健食品的加工，煙草深加工，茶葉深加工，海洋生物資源深加工。

2、反應工程

常用的有超臨界水反應及超臨界二氧化碳反應，水及二氧化碳均系對環(huán)境無污染的介質(zhì)，超臨界流體反應工程屬于綠色產(chǎn)業(yè)的應用技術(shù)，宜于在21世紀的新興產(chǎn)業(yè)中推廣。

3、超臨界多元流體反應精餾

超臨界流體反應精餾系把反應與精餾工藝合而為一，其*性是無庸置疑的，但仍受精餾自由度的約束較難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有關(guān)的理、工科科技人員特著手研究開發(fā)超臨界多元流體反應精餾，研究課題是用于對大宗的天然脂肪酸、單體香料及松節(jié)油等生物資源有機物的高壓加氫、臭氧氧化、固體強酸催化氧化及酶反應等，這一新工藝不僅可解決這些易燃易爆化學反應的安全性問題，還可提高產(chǎn)品質(zhì)量，有望獲得較佳經(jīng)濟回報。

4、超臨界多元流體脫臭、滅菌、脫脂、膨化、著色與加香

超臨界多元流體對動、植物產(chǎn)品的脫臭與滅菌保鮮，又能保存酶的生物活性，中國在自行研制的20立升萃取槽容積的超臨界多元流體加工裝置上，獲得了實用性的科研成果，并又進一步在1300立升萃取槽容積的裝置上驗證了超臨界多元流體可對蜂花粉脫脂、脫性激素、膨化（破壁）、均勻著色與加香，這一新工藝目前已可用于蜂花粉、靈芝孢子、茯苓、螺旋藻、螞蟻、蜂蛹、蠶蛹、動物內(nèi)臟等綠色保健食品的工業(yè)化生產(chǎn)，這是一個傳統(tǒng)食品加工業(yè)難以抗拒的技術(shù)創(chuàng)新，具有巨大的發(fā)展譖力。

5、超臨界流體在生物技術(shù)開發(fā)中的應用

A. 固定化酶的催化反應

超臨界CO2是一種非極性反應溶劑，可代替脂溶性的有機溶劑，進行酶催化反應，脂溶性的反應物可溶于超臨界CO2中，而酶則不溶解，并且有些酶的生物活性反而會有所提高，從而可提高反應速率，有利于產(chǎn)品的分離及精制。中國已在試驗室研究開發(fā)了月桂酸丁酯、油酸香茅酯、油酸乙酯、油酸辛酯、油酸油酯、乙酸異戍酯等酯化反應技術(shù)。

B. 淀粉及纖維素的水解

淀粉及纖維素是地球上太陽光合作用的可再生生物資源，可用于生產(chǎn)能源、化學品、食品和藥品，傳統(tǒng)的工藝是發(fā)酵及水解，存在著轉(zhuǎn)化率低、三廢難治理、纖維素的水解腐蝕性強等難以克服的缺點，采用超臨界水進行非催化轉(zhuǎn)化則可克服這些缺點。目前日本正進行產(chǎn)業(yè)化前期的技術(shù)開發(fā)，具有較強的技術(shù)競爭力。

6、超臨界流體與宇宙科學、航天技術(shù)

從宏觀角度考慮，地球核心、太陽核心、白矮星核心及天體黑洞源等均屬于超臨界流體，地球上發(fā)生的地震、火山爆發(fā)、太陽磁爆風及宙宇射線對地面通訊電磁波的干擾，這些人類無法抗拒的自然現(xiàn)象確和超臨界流體相平衡相關(guān)。目前發(fā)現(xiàn)航天所需的固體火箭推進劑，推比力最大的是納米級Al2O3，而制造這一納米級材料的最佳工藝就是超臨界多元流體水反應，其特點是粒度較細可接近分子粒度并且粒度均勻；隱形飛機的表面涂層較理想的是納米級SiO2也可考慮用超臨界多元流體水反應工藝制備。再者人類發(fā)射到宇宙空間的人造衛(wèi)星、宇宙飛船以及從其它星球帶回地面的一切標本，均需進行消毒滅菌及嚴密的清洗，理想的消毒滅菌清洗劑，就是超臨界多元流體。

7、超臨界流體與環(huán)保工程

最先用于環(huán)保工程的超臨界流體技術(shù)，是采用大粒度的憎水性陽離子交換樹脂，吸附污水中的有機氯、有機硫、有機磷、酚類、腈類、胺類、石油醚、苯、聯(lián)苯、二苯醚等有毒物，吸附了有毒物的憎水性陽離子交換樹脂，用超臨界CO2流體進行萃取解吸再生，重復使用吸附脂，這一工藝的優(yōu)點在于投資少并可回收污水中的有毒物產(chǎn)品，缺點是處理后的水質(zhì)難以控制。采用超臨界水氧化技術(shù)處理含有毒有機物污水，在很短時間內(nèi)可把污水中99%以上的有機物氧化成H2O、CO2、N2及其他無害的無機鹽產(chǎn)物，一步到位治理污水，缺點是硬件系統(tǒng)要經(jīng)受高溫高壓的負荷及酸性、鹽類物質(zhì)對反應器內(nèi)壁的腐蝕磨損，硬件系統(tǒng)投資較大，但可用于宇宙空間站上解決生活用水循環(huán)使用的難題。

8、超臨界流體與生命科學

人們發(fā)現(xiàn)強超高壓水在零下18℃ 時不會結(jié)冰，這給生命科學家留下了許多想象的空間。目前更現(xiàn)實的是用超臨界CO2處理人體骨骼及血液，可解決骨移植和輸血安全性問題。再者是用超臨界CO2循環(huán)處理人體血液，對血液進行脫脂、滅殺血液中的病毒及寄生蟲卵，可用于治療一些疑難重病及不治之癥。此外在目前已掌握的超臨界多元流體的應用技術(shù)，已可用于研制止痛止血手術(shù)刀，這也是很現(xiàn)實的。