Экстракция биологически активных субстанций сверхкритическим СО2

Экстракция - процесс по извлечению из нерастворимых веществ  с помощью растворителя (экстрагеента) растворимых материалов.
Продукты экстракции  используются в пищевой (выпуск безалкогольных напитков), косметической (экстракты трав для кремов) и	фармацевтической отраслях.
Выделением биологически активных веществ из растительных или животных тканей для самых разнообразных своих нужд, или экстракцией, человек начал заниматься, пожалуй, с момента «приручения огня», если не раньше. Даже самое незамысловатое извлечение «сока растения» в древнейших знахарских рецептах есть не что иное, как экстракция в самом широком смысле этого слова.

Холодное прессование

Применяется для извлечения биологически активных веществ из кожуры цитрусовых плодов.

Это очень мягкое прессование, при котором масло выжимается из измельченного наружного слоя кожуры, а из полученной субстанции выделяются ценные вещества.

Тем же способом из измельченных семян получают маслоносители.

Горячее прессование

Горячее прессование используется в производстве растительных масел. Данная технология подразумевает нагрев сырья до 160-200°С, после чего сырье прессуют, а полученную жидкость фильтруют до получения конечного продукта.

Однако при этом методе экстракции, как и при холодном прессовании, масло теряет ряд своих ценных витаминных качеств.

Водно-паровая ЭКСТРАКЦИЯ

Этим методом производится большинство эфирных масел: дистиллятор загружается растительным сырьем, из основания дистиллятора выпускается пар, и летучие элементы сырья смешиваются с паром.

Летучая смесь, конденсируясь, превращается в воду, на поверхности которой плавает эфирное масло, которое затем отделяют.

Метод довольно трудоемкий и материалоемкий.

Водно-спиртовая экстракция

Этот метод заключается в промывании растительного сырья 60-80% -ым спиртовым раствором.

При этом часть нерастворимых в спирте ценных веществ остается в сырье, тогда как прочие компоненты растворяются и удаляются.

Полученный концентрат затем нейтрализуют и высушивают.

Масляная экстракция

Подогретое растительное масло пропускают через сырье, в процессе чего биологически активные вещества перекочевывают из растения в масло. Недостатки: необходимо нагревать экстрагент до 70°С, что приводит к разрушению ряда биокомпонентов; продукт сохраняет свои качества в течение 7-10 дней со дня изготовления

Экстрагирование растворителями

Процесс выделения ценных веществ состоит из двух стадий.

На первой воздействием углеводородного раствора извлекается твердая субстанция, содержащая растительные воски и летучие масла.

На второй стадии к полученной субстанции добавляется растворитель, позволяющий разделить воски и масла. Затем воски удаляются, а оставшийся раствор масел подвергается испарению. Этот этап повторяется многократно до тех пор, пока чистое масло полностью не экстрагируется. Удаление остатков растворителя достигается мягким экстрагированием под давлением.

 В ряде случаев в пищевой индустрии традиционные способы экстракции не могут быть. Например, для получения таких продуктов, как кофе и чай без кофеина, хмель, ароматические и эфирные масла, а также цветовых пигментов. 
 В этом случае эффективным способом извлечения ценных натуральных субстанций может быть экстракция высокого давлении с использованием сверхкритического CO2 в качестве экстрагента.

Процесс извлечения
Продукт заполняется в корзину для продуктов, которая затем помещается в экстрактор. Экстрактор герметизируется с помощью CO2 до необходимых условий процесса.  
CO2 подается из резервуара через насос высокого давления в экстрактор, где он растворяет экстракт из подаваемого материала и затем направляется в расширительный клапан.
 Далее СО2 сбрасывается до газообразных условий, после чего СО2 и экстракт направляются в систему разделения, где экстракт отделяется от газообразного СО2. 
После этого СО2 может быть повторно конденсирован до состояния резервуара СО и переработан для повторного цикла использования.

Предварительная обработка сырья и продуктов
Исходное сырье, подлежащее обработке для процесса сверхкритической экстракции, заполняется в соответствующие подходящие корзины для продуктов. 
Обычно сырье представляет собой измельченный порошок со средним размером частиц ок. 0,1мм. 
Кроме того, исходное сырье высушивается заранее до экстракции, чтобы предотвратить засорение, которое может быть вызвано высоким содержанием воды в материале