Коротко о СО2-экстракции

СО2 экстракция

Большинство недостатков, встречающихся в традиционных процессах извлечения эфирных масел можно обойти за счет использования сверхкритического СО2 в качестве экстрагента.

Преимущества СО2-экстракции

К преимуществам этого относительно нового метода относятся:

• Отсутствие остаточных токсичных растворителей и значительно уменьшенное количество пестицидов;
• Отсутствие потери верхних и нижних нот;
• Отсутствие термической деградации из-за рабочей температуры, близкой к температуре окружающей среды, и инертной среды CO2;
• Идеально подходит для термолабильных, чувствительных к теплу ароматических компонентов;
• Экономия энергии при регенерации растворителя;
• Увеличенный срок хранения благодаря совместной экстракции антиоксидантов и удалению растворенного кислорода;
• Высокая чистота и индивидуальные характеристики продукта благодаря простому управлению селективностью разделения;
• Полностью натуральный, светлый, прозрачный и блестящий экстракт;
• Негорючий растворитель, не опасный для окружающей среды;
• Безопасный процесс;
• Широкий спектр физических свойств может быть получен с одним растворителе за счет небольших вариаций параметров процесса, таких как давление и температура, или азеотропообразователя, что делает его гибким, универсальным и многоцелевым растворителем;­
• Более быстрая экстракция и высокий выход экстрактов;
• Отличные характеристики смешивания экстрактов.

Из всех доступных для экстракции летучих растворителей сверхкритический диоксид углерода (СК СО2) придает экстрактам наиболее естественный запах и вкус, наиболее близкий к исходному материалу. Некоторые ароматизаторы требуют использования углеводородного или хлорсодержащего растворителя, чтобы сначала экстрагировать сырье, а затем очистить полученный экстракт с помощью SC CO2. Однако эта практика не очень хороша из-за потери верхних нот и термической деградации, хотя стоимость экстракционного оборудования может быть в некоторой степени снижена. Масла, экстрагированные CO2, как правило, более концентрированы, чем масла, полученные паровой дистилляцией или обычной экстракцией растворителем из того же исходного материала. Это связано с присутсвием более низких уровней монотерпеновых углеводородов, поскольку не образуются дополнительные монотерпены, как при перегонке с водяным паром. Эти терпены имеют тенденцию разбавлять активные ароматические компоненты и не вносят существенного вклада в профиль запаха. Сорастворители имеют увеличивают полярность SC CO2, и их можно добавлять в поток CO2 перед входом в экстракционное оборудование. Этанол является наиболее приемлемыми «естественным» анестетиком для пищевых экстрактов, хотя другие органические растворители показывают, что первый метод не имеет большого экономического преимущества перед вторым. Энтрейнеры имеют то преимущество, что увеличивают полярность SC CO2, и их можно добавлять в поток CO2 перед входом в экстракционное оборудование. Экстракты содержат некоторые следы насыщенных и ненасыщенных липидов, которые не влияют на вкус, однако они могут улучшить растворимость и, следовательно, свойства смешивания некоторых продуктов. При составлении ароматов эти триглицериды могут даже выступать в качестве природного фиксатора.

Вкус и аромат СО2 экстрактов

Вкус и аромат сверхкритических СО2-экстрактов значительно отличаются от их обычных эквивалентов. Их следует рассматривать как новые продукты, а не как прямую замену традиционным экстрактам. Они уже хорошо зарекомендовали себя как коммерческие продукты и производятся в США, Европе, Японии, Китае и Австралии, Росиии.

Иногда покупатели установок сверхкритической СО2-экстракции опасаются по поводу высоких капитальных затрат на экстракционное оборудование высокого давления, которые добавляются к высокой стоимости технологии. Тем не менее, затраты на энергию в этом процессе ниже, чем затраты на паровую дистилляцию и экстракцию растворителем, что более чем компенсирует высокие капитальные затраты, связанные с процессом экстракции СКФ-CO2. Оборудование для сверхкртитической СО2 экстракции может стоить на 50% дороже, чем оборудование для субкритической или жидкой экстракции CO2. Опять же, более высокие затраты на оборудование для экстракции СКФ-CO2 часто компенсируются более полной экстракцией и возможностью фракционирования экстракта на ряд продуктов. Для достижения желаемых свойств аромата, вкуса, цвета и срока годности необходимо тщательно выбирать источники сырья, параметры экстракции и фракционирования, а также сорастворитель. Из примерно 350 000 различных видов, которые были идентифицированы, около 5% (т.е. 17 500) являются ароматическими растениями, и что около 300 различных видов растений используются для производства эфирных масел для пищевых продуктов и ароматизаторов. Ежегодное мировое производство летучих масел оценивается в сумму более 1 миллиарда долларов.

Из нескольких методов производства эфирных масел в целом выходы при СО2 экстракции и этанолом выше, чем при дистилляции с водяным паром. Эти различия в основном связаны с тем, что экстракты содержат нелетучие остатки. Другие способы дают еще более низкие урожаи. Субкритическая экстракция CO2 дает выходы, близкие к выходу паровой дистилляции, в то время как выходы СКФ-CO2-экстракции более или менее совпадают с выходами селективных органических растворителей. Субкритические CO2-экстракты превосходят экстракты, полученные путем перегонки с водяным паром, поскольку первые наиболее близки к естественному запаху растительного сырья. Соэкстракты со сверхкритическим CO2 содержат определенные липидные антиоксиданты с относительно более высокой молекулярной массой, которые увеличивают срок годности экстрактов.

Около 80% годового производства и использования парфюмерно-ароматических материалов приходится на духи, а остальные ароматизаторы для пищевых, стоматологических и фармацевтических продуктов. Но только 20% отдушек и ароматизаторов натуральные. Благодаря постоянному развитию технологии сверхкритической экстракции и огромному запасу растительных компонентов, производство высококачественных натуральных ароматизаторов ежегодно растет.