超临界二氧化碳的优点

在这次采访中，应用提取物的创始人James White博士向AZoM讲述了超临界CO的优势₂．

首先，你能给我们介绍一下超临界一氧化碳吗₂-它是什么，它涉及什么?

超临界有限公司₂就是将二氧化碳加压并加热到其临界点(31.1 oC, 1081 psi)以上。该流体具有许多有用的性能，包括低粘度，高密度，非常低的成本和不留下残留溶剂。超临界一氧化碳中使用的二氧化碳₂过程是从其他大规模工业过程中收集的，只是通过提取或分离设备转移。app亚博体育超临界有限公司₂由于其中性的环境足迹，被用于许多绿色化学过程。

图片来源:《超临界流体》杂志

超临界有限公司₂是一种非常受欢迎的工业过程中的溶剂，因为它是如此便宜，但也因为它是无毒的，不被认为是一种“挥发性”溶剂。由于这些原因，超临界CO₂被描述为“一般认为是安全的”(GRAS)，这是考虑到工业应用时的一个重要分类。

超临界CO有哪些优点₂，另一方面，随之而来的挑战是什么?

二氧化碳的优点是不易燃和无毒，这是其他常见溶剂通常不具备的。这种溶剂的缺点是相对于烃类溶剂需要较高的压力。一种质量优良的超临界CO₂例如，萃取机将在3800 psi或更高的压力下工作。高压机械可以在15000 psi或更高的压力下工作。产生和控制这些高压需要大量的工程和昂贵的机械。这样做的好处是，溶剂的成本是烃类溶剂的一小部分，而且不需要在危险的环境中作业。

除了GRAS(一般认为是安全的)和它是如此便宜，超临界CO₂在“可调性”方面有很多优势，这意味着随着温度和/或压力的变化，溶剂的“行为”在用于萃取和分离时具有高度的选择性。超临界CO的一个特殊挑战₂那就是，由于它相对较高的操作压力，可能会有一些“不想要的”萃取/分离结果。例如，在植物萃取中，超临界CO₂从植物中提取许多脂肪和脂类，一般来说，这是不可取的。

有哪些更简单的方法来决定你应该使用超临界还是亚临界方法?有什么区别?

“亚临界”是指物质处于临界点以下的状态。对于二氧化碳，可以是固相，液相或气相。对于萃取，通常使用液相二氧化碳，因为它在较低的温度下工作。缺点是液态二氧化碳的溶解度比超临界二氧化碳小几个数量级。确定超临界或亚临界二氧化碳是首选方法的唯一方法是进行实验并收集数据。我们在收费的基础上为我们的客户提供过程开发服务。

简单的方法来确定是否超临界CO₂包括回答以下问题是正确的:

• 什么是应用程序?超临界有限公司₂并不是所有分离都有效的溶剂，但是，有效的应用是广泛的。
• 对你的设施/实验室来说什么是可行的?一些实验室禁止挥发性溶剂，如酒精或液化石油气(LPG)，它们会产生超临界CO₂这是更多实验室的可行选择。
• 你们具体生产什么产品?有些产品更需要利用亚临界一氧化碳₂，尽管与超临界CO相比，萃取过程通常非常缓慢₂．

你能告诉我们一些不同的超临界一氧化碳吗₂在萃取中的应用?

在小规模提取方面，近十年来的主要应用是从大麻和大麻中提取大麻素。大麻市场催生了许多小规模经营者，他们每小时加工几磅大麻，甚至每天加工几磅大麻。这种小型机械市场以前只存在于学术和制药研究应用中。

超临界二氧化碳的大规模工业用户可以进行各种各样的萃取，包括啤酒花、青咖啡豆的脱咖啡因、红辣椒、黑胡椒(有机染料)、黑麦花粉(膳食补充剂)、藻类、气凝胶(先进材料)、棕榈油、单分散粉末(制药应用)、亚博网站下载以及其他几十种商业用途。

在植物学应用方面，超临界CO的一些最新趋势是什么₂？

自2010年以来，植物油的大新闻一直是大麻提取物。超临界有限公司²与丁烷和乙醇萃取具有很强的竞争力，特别是在大麻工业中发现的大规模工业萃取设施。在很大程度上，溶剂成本是萃取设备运行成本的主要因素，这就是超临界CO₂擅长。大量二氧化碳的成本为每磅0.06- 0.10美元;没有碳氢化合物或醇基溶剂能接近这个成本。

超临界有限公司₂由于其绿色特性，已成为具有环保意识的精油、大麻和大麻提取物以及保健品生产商的最爱。除了这些环境方面的好处，出于安全考虑，监管机构(州、联邦、地方)也更愿意向这些类型的企业颁发/授予许可证。越来越多的处理器选择以CO为中心开展业务₂作为一个结果。

在Applied Extracts，您目前正在研究用超临界CO进行气凝胶干燥₂-你能告诉我们更多吗?

气凝胶用于航空航天领域的商业应用。创新的制造商发现，在其他需要轻量化、强机械结构的应用领域，气凝胶的用途越来越多。在这个案例中，我们正在为一个客户研究一种新型化合物的气凝胶干燥。如果成功，该项目将转移到试点工厂规模，然后全面生产。

超临界CO有多有效₂在消毒方面，有哪些最新的进展?

在灭菌过程中，超临界CO₂与过氧化氢结合，作为助溶剂。液体组合是一种高效的杀菌技术，可获得低至SAL 6的杀菌效果。这一发展的目的是取代环氧乙烷和伽马射线作为灭菌方法。该技术特别适用于那些不能承受高压灭菌器中的温度的材料，以及由于成本、物流或其他考虑而无法亚博网站下载使用伽马辐照或环氧乙烷的情况。然而，相容材料也有一些限制，例如，一些橡胶化合物对超临界二氧化碳是可渗透的，并且可亚博网站下载以在快速减压时被破坏。

随着技术的不断进步，这个行业发生了多大的变化?您认为这个行业的发展方向是什么?

超临界二氧化碳的基础技术非常古老。这项技术已经存在了一个多世纪。更广泛采用超临界二氧化碳处理方法的主要动力是环境因素;碳氢化合物溶剂的采购和处理成本不断上升，职业安全和有害物质的处理非常昂贵，而超临界二氧化碳通常可以缓解或消除这些成本。亚博网站下载

读者在哪里可以找到更多的信息?

在文献中有数百篇优秀的同行评审期刊文章和参考文献。yabo214对于有兴趣了解更多超临界二氧化碳萃取应用的人，我推荐以下这本书:

“超临界流体萃取营养药品和生物活性化合物”，Jose L. Martinez编辑，2007。

读者还可以在涉及其他超临界流体的过程中看到超临界二氧化碳——超临界水是绿色化学过程中更有趣的可能性之一。在这一领域还有许多新的工艺有待发现。

关于申请提取

Applied Extracts公司由James White博士于2017年创立，主要生产用于医疗行业的高压超临界二氧化碳萃取设备。app亚博体育应用萃取还为客户提供绿色化学研发服务。

关于詹姆斯·怀特博士

White博士是一名终身工程师和企业家，拥有开发和商业化高性能科学仪器和制药生产设备的成功记录。app亚博体育White博士于2003年毕业于麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)，获得机械工程博士学位。