超高临界技术 超高压技术

超临界技术

概念超临界流体萃取（SFE) 是一种提取天然物质成分的新技术。改变气体(常用CO 2) 的温度、压力, 使其处于超临界状态, 形成一种介于液体和气体之间的流体。它不仅有较高的溶解能力和选择性, 而且通过调节温度、压力即可从萃取物中将CO2分离出去。CO 2无毒、无臭、不燃、廉价易得,无论从成本和提取的产品质量都比其它方法有利。另外, 超临界萃取易于实现自动化连续生产。同一套装置可改为提取烟草、天然香料和其它药用植物成分, 具有很强的转产应变能力。

特点（优点）

1.萃取和分离合二为一。当饱和溶解物的超临界流体流经分离器时，由于压力下降使其与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不存在物料的相变过程，不需要回收溶剂，操作方便。不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。

2.萃取效率高，过程易于控制。如临界点接近的CO2，温度压力的微小变化，都会引起其密度显著变化，从而引起待萃取的溶解度发生变化，可通过控制温度或压力的方法达到萃取的目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离。因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化。3萃取温度低，特别适宜与对热敏感、易氧化分解成分的提取。可以有效地防止热敏性成分的氧化和逸散，能较完好保存中药有效成分不被破坏，不发生次生化，而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。

4萃取流体可循环使用，防止了提取过程对人体和对环境的污染。如临界CO2流体常态下是气体，无毒，与萃取成分分离后，完全没有溶剂的残留，有效的避免了传统提取条件下溶剂毒性的残留。

5改变压力或加入适宜的夹带剂可使SFC的极性可以改变。一定温度条件下，只要改变压力或加入适宜的夹带剂即可提取不同极性的物质，可选择范围广。在对极性物质的提取中，通过改变工艺条件，特别是各种夹带剂的添加使用，大大拓宽了超临界流体萃取技术的应用，使得许多极性物质的提取成为可能。

超临界流体萃取的工艺过程

SCF萃取的基本工艺流程如图所示。

室温下液体溶剂(例如液体CO2)从贮罐经高压泵增压到萃取压力P(＞Pc)，送入预热器加热到萃取温度T(＞Tc)后进入已装入原料的萃取器萃取出所需溶质。溶剂-溶质构成的SCF 相经减压阀减压进入分离器，产生节流效应，改变压力或者温度，或者二者同时改变，使溶质在溶剂中的溶解度有足够大的变化，实现溶质与溶剂分离。气化的溶剂用冷却或压缩的方

法，或者二者并用成为液体送入贮罐循环使用。萃取的产物从分离器中取出。

食品中的应用：脱咖啡因、萃取啤酒花的有效成分、萃取植物油脂、萃取沙棘油、萃取大豆油、磷脂的分离提纯、分离辣椒红色素和辣素、香料工业、植物芳香成分的提取、萃取和浓缩水果蔬菜的香气成分。

超高压技术

概念：超高压处理就是使用IOOMPa以上(100 1000MPa)的压力(一般是静水压)，在常温或较低温度下对食品物料进行处理，从而达到灭菌、物料改性和改变食品的某些理化反应速度的效果。超高压处理过程是一个纯物理过程，瞬间压缩、作用均匀、操作安全、耗能低，处理过程中不发生化学变化，有利于保护生态环境。

特点：与传统的热处理相比，超高压处理具有无可比拟的优点。首先，它能在常温或较低温度下达到杀菌、灭酶的作用，与传统的热处理相比，减少了由于高热处理引起的食品营养成分和色、香、味的损失或劣化；其次，由于传压速度快、均匀、不存在压力梯度，超高压处理不受食品的大小和形状的影响，使得超高压处理过程较为简单；此外，这一技术耗能也较少、处理过程中只需要在升压阶段以液压式高压泵加压，而恒压和降压阶段则不需要输入能量。

分类：

1超高静压技术：静态超高压是指可以相对长期维持的高压强。所谓相对长期是指有足够的时间，把压缩功所产生的热量通过热传导的方式与环境温度平衡。因此静态高压是等温压缩过程。在这个领域粉末冶金的用的等静压设备在150～630MPa 食品杀菌在350～600MPa 试验机型在100MPa～3GPa 金刚石压机大都在5GPa以上世界人工超高静压是550GPa 超过地心最高压强360 GPa

2超高压水射流技术：普通水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000 bar (60,000psi)，然后通过一个细小的喷嘴(其直径为0.004英寸至0.016英寸)，可产生一道每秒达915公尺(约音速的三倍)的水箭，此道水箭可做各种表面处理及切割各种非金属物质如纸类、纸尿裤、玻璃、纤维、海绵等。

3动态超高压技术：极强的冲击波（即激波）在介质（主要指固体）中传播时，会使介质的压力、密度、温度等状态参量发生急剧变化。这种状态称为动态超高压状态，产生强冲击波的技术称为动态超高压技术。

应用：1．在食品保藏上的应用：在这方面主要研究超高压的杀菌、灭酶作用。从研究的结果看，压力达到IOOMPa以上对非芽孢菌即有杀灭作用，但对细菌的芽孢，压力则需要达到800MPa以上，并使酶产生不可逆失活。在较低的压力下，可采用其他处理方法与术更为有效和方便。

2．修饰、改变食品有关特性上的应用：在这方面主要研究超高压对食品理化性质的影响。对超高压处理技术的研究发现，超高压对与食品风味、色泽有关的小分子以及维生素等没有太大影响，同时可以改变蛋白质、多糖、脂类等食品(生物)大分子的理化特性，如蛋白质的变性、脂肪的结晶和淀粉的糊化等。