Для экстрагирования растительных компонентов раньше использовали органические растворители вроде этилового эфира или отгона, однако они приводят к осмолению биологически активных веществ (БАВ) и загрязняют окружающую среду. Экстракция углекислым газом таких побочных эффектов не имеет. Это высокорентабельный, безопасный, энергосберегающий метод для получения высококачественных экстрактов.

 

Сжиженные газы до 1983 года применялись редко, поэтому были до конца не изучены. Технологию использовали в парфюмерной и пищевой отрасли. Однако со временем сфера применения сжиженных газов расширилась. Б. С. Алаев предложил использовать углекислый газ, бутан, пропан и хладоны для извлечения цветочных экстрактов. 

 

Виды газовой экстракции

Существует 2 типа экстракции углекислым газом:

  1. Сверхкритическая. Своим поведением при 31,6 градусов по Цельсию и давлении от 7.39 Паскаль диоксид углерода напоминает жидкость: имеет такую же плотность, однако поверхностное натяжение и вязкость соответствуют показателям газа. Он находится в “сверхкритическом” состоянии, являясь флюидом. Он обладает свойствами неполярного растворителя: экстрагирует неполярные вещества полностью или частично. Если добавить к газу другой растворитель, станет доступна экстракция полярных веществ. Такой метод отличается высокой рентабельностью и низкими энергозатратами. 
  2. Докритическая. При отсутствии нагрева (то есть при температуре 10-35С) CO2 ведет себя по аналогии с жидкостью. В процессе экстракции можно получить максимум БАВ. В результате экстракт сохраняет целебные свойства. Другими способами обработки такого результата не достичь.

Таким образом, технология получения экстракта зависит от формы углекислого газа. Если он сохраняет своё агрегатное состояние, речь идет о докритической экстракции. Если же становится флюидом, начинается сверхкритическая экстракция.

 

 

Преимущества экстракции газом

  • Отсутствие растворителя в конечном продукте. Углекислый газ полностью испаряется, а вот химические растворители частично остаются в полученном экстракте и вступают в реакцию с экстрагируемыми веществами. Для СО2 такое нехарактерно.
  • Экологическая безопасность. Углекислый газ, применяемый для экстракции, является продуктом жизнедеятельности. Он не агрессивен, не токсичен, не опасен для экологии и людей. Углекислота испаряется, а не выбрасывается в сточные воды.
  • Удобная транспортировка. Если экстрагировать сырье газом, оно сильно уменьшится в объемах. Транспортировка станет проще, а смешение с другими компонентами – легче. Увеличится срок хранения.
  • Низкая стоимость. Получить углекислоту довольно просто. Газ стоит дешево. А еще он удобен в применении.
  • Высокое качество БАВ. Углекислотная экстракция обеспечивает полноценное извлечение веществ. Объем экстракта в сырье и на выходе одинаковый. Другими методами не добиться такой качественной экстракции.
  • Пожаробезопасность. Углекислая кислота не горит, не взрывается. Промышленное оборудование, которое работает с таким газом, безопасно. СО2 не поддерживает горение.
  • Микробиологическая чистота. Полученный продукт не разрушается под воздействием микроорганизмов из внешней среды. При извлечении БАВ доступ к кислороду закрыт. Растительные компоненты получаются стерильными и бактериостатичными. Они долго хранятся. 
  • Многообразие форм экстрактов. Применяемый для экстракции газ позволяет получить вещества в любой форме: силиконовой, пастообразной, жидкой и сухой. Это расширяет сферу применения метода. 

 

Сфера применения экстрактов

В результате углекислой экстракции получаются 2 типа экстрактов:

 

  1. Селективные. Биологически активные компоненты извлекаются без нагревания сырья. В их составе есть летучие растворимые вещества. А вот пигментов, смол и парафинов нет. Селективные экстракты частично похожи на продукты паровой дистилляции, однако могут иметь совершенно иной состав.
  2. Цельные. Для их извлечения требуется высокое давление, в результате получаются экстракты с летучими и нелетучими растворимыми компонентами в составе. В таких маслах есть парафины, тяжелые смолы и пигменты. Цельные экстракты легко растворяются и имеют вязкую пастообразную форму.

Технология с использованием диоксида углерода применяется на фармацевтических предприятиях, а также в химической промышленности. Например, косметологи получают из растительного сырья жиры, воск, смолы и масла. Из растений также можно извлечь алкалоиды, фитостерины, жирорастворимые кислоты, витамины и другие активные компоненты. БАВ добавляются в косметическую продукцию, в лекарственные препараты. Такие растительные вещества востребованы и в пищевой промышленности: без них невозможно приготовить напиток «Тархун» или ускорить процесс массового пивоварения.