在超臨界萃取設備中，二氧化碳（CO?）是最常用的萃取介質，其作用可從物理特性、萃取機制、應用優勢等多方面深入解析：
一、CO?作為超臨界流體的核心作用
1. 形成超臨界狀態的基礎介質
CO?的臨界溫度為 31.1℃，臨界壓力為 7.38MPa，在設備中通過升溫、加壓（如達到 35℃、15MPa）即可進入超臨界狀態。此時 CO?兼具液體的高溶解能力和氣體的高擴散性，能快速滲透到物料內部，溶解目標成分（如脂溶性物質、天然產物有效成分）。
2. 作為萃取劑溶解目標物質
超臨界 CO?的溶解能力與密度正相關，通過調節設備的壓力和溫度可精準控制其溶解能力：
壓力升高：CO?密度增大，溶解能力增強，可萃取高沸點、大分子量成分；
溫度升高：CO?分子熱運動加劇，對不同成分的溶解選擇性提高（如低溫易溶脂溶性物質，高溫易溶極性物質）。
3. 實現溶質分離的載體
含溶質的超臨界 CO?流體進入分離釜后，通過降壓或升溫使 CO?密度下降，溶解度降低，溶質析出并分離。CO?可經壓縮、冷卻后循環使用，形成 “萃取 - 分離 - 循環” 的連續過程。
二、CO?在超臨界萃取中的獨特優勢
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）因高溫分解，適合食品、醫藥領域。
低黏度、高擴散性：超臨界 CO?的黏度接近氣體，擴散系數是液體的 10-100 倍，能快速穿透物料孔隙，縮短萃取時間（如萃取植物油的效率比傳統溶劑法高 30% 以上）。
2. 安全性與環保性
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生化學反應，避免溶劑殘留（如傳統有機溶劑萃取可能殘留苯、甲醇等有害物質），符合食品藥品安全標準（如 FDA 認證）。
可循環利用：CO?在設備中以物理狀態變化參與過程，萃取后經分離可完全回收，無污染物排放，相比傳統溶劑法更環保（如減少有機溶劑廢水處理成本）。
3. 選擇性萃取與分離
通過調節設備參數（如壓力從 15MPa 升至 25MPa），CO?對不同成分的溶解能力不同，可實現精準分離：
低壓力（10-20MPa）：優先溶解低極性、小分子物質（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）。
