在超臨界萃取設(shè)備中，二氧化碳（CO?）是最常用的萃取介質(zhì)，其作用可從物理特性、萃取機(jī)制、應(yīng)用優(yōu)勢等多方面深入解析：

一、CO?作為超臨界流體的核心作用

1. 形成超臨界狀態(tài)的基礎(chǔ)介質(zhì)

CO?的臨界溫度為 31.1℃，臨界壓力為 7.38MPa，在設(shè)備中通過升溫、加壓（如達(dá)到 35℃、15MPa）即可進(jìn)入超臨界狀態(tài)。此時(shí) CO?兼具液體的高溶解能力和氣體的高擴(kuò)散性，能快速滲透到物料內(nèi)部，溶解目標(biāo)成分（如脂溶性物質(zhì)、天然產(chǎn)物有效成分）。

2. 作為萃取劑溶解目標(biāo)物質(zhì)

超臨界 CO?的溶解能力與密度正相關(guān)，通過調(diào)節(jié)設(shè)備的壓力和溫度可精準(zhǔn)控制其溶解能力：

壓力升高：CO?密度增大，溶解能力增強(qiáng)，可萃取高沸點(diǎn)、大分子量成分；

溫度升高：CO?分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，對不同成分的溶解選擇性提高（如低溫易溶脂溶性物質(zhì)，高溫易溶極性物質(zhì)）。

3. 實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)分離的載體

含溶質(zhì)的超臨界 CO?流體進(jìn)入分離釜后，通過降壓或升溫使 CO?密度下降，溶解度降低，溶質(zhì)析出并分離。CO?可經(jīng)壓縮、冷卻后循環(huán)使用，形成 “萃取 - 分離 - 循環(huán)” 的連續(xù)過程。

二、CO?在超臨界萃取中的獨(dú)特優(yōu)勢

1. 物理特性適配性

臨界條件溫和：相比其他流體（如丙烷臨界溫度 96.8℃、臨界壓力 4.25MPa），CO?的臨界溫度接近常溫，避免熱敏性成分（如天然藥物中的活性物質(zhì)）因高溫分解，適合食品、醫(yī)藥領(lǐng)域。

低黏度、高擴(kuò)散性：超臨界 CO?的黏度接近氣體，擴(kuò)散系數(shù)是液體的 10-100 倍，能快速穿透物料孔隙，縮短萃取時(shí)間（如萃取植物油的效率比傳統(tǒng)溶劑法高 30% 以上）。

2. 安全性與環(huán)保性

無毒、無殘留：CO?本身是食品添加劑和藥品輔料，萃取過程中不與物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，避免溶劑殘留（如傳統(tǒng)有機(jī)溶劑萃取可能殘留苯、甲醇等有害物質(zhì)），符合食品藥品安全標(biāo)準(zhǔn)（如 FDA 認(rèn)證）。

可循環(huán)利用：CO?在設(shè)備中以物理狀態(tài)變化參與過程，萃取后經(jīng)分離可完全回收，無污染物排放，相比傳統(tǒng)溶劑法更環(huán)保（如減少有機(jī)溶劑廢水處理成本）。

3. 選擇性萃取與分離

通過調(diào)節(jié)設(shè)備參數(shù)（如壓力從 15MPa 升至 25MPa），CO?對不同成分的溶解能力不同，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)分離：

低壓力（10-20MPa）：優(yōu)先溶解低極性、小分子物質(zhì)（如植物精油、脂肪酸）；

高壓力（20-35MPa）：可溶解中等極性成分（如黃酮類、甾體類化合物）。