TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH
KHOA: CNTP & ĐỒ UỐNG
BÀI TIỂU LUẬN: LƯU CHẤT SIÊU TỚI HẠN – SCO
2
TRONG CÔNG NGHỆ TRÍCH
LY DÙNG TRONG THỰC PHẨM Phần 1: Lời nói đầu:
Khoa học công nghệ không ngừng phát triển, luôn luôn có những thay

các phương pháp thuộc hướng đi này. Phương pháp này do Mỹ nghiên cứu đầu
tiên, tiếp theo là Nga. Hiện tại Trung Quốc và Ấn Độ đang tích cực chạy đua
ứng dụng phương pháp này vì những ưu điểm siêu việt của nó. Người ta đã có
những thành công trong việc tác chiết các hợp chất quý kháng virus HIV, HPV,
HBV, kháng các chủng tế bào ung thư khác nhau từ nguồn dược liệu bằng
phương pháp này. Việt Nam hiện nay bắt đầu tiếp cận với phương pháp ưu việt
này và sẽ hứa hẹn cho nhiều bước tiến mới về công nghệ tách chiết các dược
chất quý từ nguồn dược liệu phong phú của đất nước phục vụ chăm sóc sức khoẻ
nhân dân, tạo ra sức cạnh tranh mới cho các sản phẩm thuốc trong nước khi hội
nhập. Viện khoa học và công nghệ Việt Namđược Viện hàn lâm khoa học Nga
giúp đỡ đã nhập thiết bị chiết CO2 lỏng của Nga vào năm 2009.
Khí CO
2
từ trước đến nay vốn mang tiếng xấu vì nó là khí gây hiệu ứng
nhà kính làm trái đất nóng lên. Nhưng trong tương lai CO
2
rất có thể là một chất
vô cùng hữu ích bởi sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và bộ óc thiên tài của con
người.
Hiện nay có rất nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng của CO
2
trong một tầm nhìn mới
– CO
2
– chất lỏng siêu tới tới hạn để tách chiết (trích ly) các hợp chất mong
muốn từ thực vật hay những hợp chất công nghiệp khác.
Trong các phòng thí nghiệm đã từ lâu người ta sử dụng CO
2
để tách và
phân tích cặn dư của thuốc trừ sâu và PCB (Biphenyl polyclo hóa) trong mẫu

đó trong 3 trạng thái rắn, lỏng và khí. Nếu nén chất khí tới một áp suất đủ cao,
chất khí sẽ hóa lỏng. Tuy nhiên. Có một giá trị mà ở đó, nếu nâng dần nhiệt độ
lên thì chất lỏng cũng không thể trở về trạng thái khí, mà rơi vào một vùng trạng
thái đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn. Vật chất ở trạng thái này mang nhiều
đặc tính của cả chất khí và chất lỏng, nghĩa là dung môi đó mang tính chất trung
gian giữa khí và lỏng.
Phần 2: Giới thiệu phương pháp dùng lưu chất siêu tới hạn sử
dụng trong trích ly.
Khi CO
2
được đưa lên nhiệt độ, áp suất cao hơn nhiệt độ, áp suất tới hạn
của nó (Tc= 310C, Pc = 73,8 bar), CO
2
sẽ chuyển sang trạng thái siêu tới hạn.
Tại trạng thái này CO
2
mang hai đặc tính: Đặc tính phân tách của quá trình trích
ly và đặc tính phân tách của quá trình chưng cất.
Nó có khả năng hào tan rất tốt các đối tượng cần tách ra khỏi mẫu ở cả 3 dạng
rắn, lỏng, khí. Sau quá trình chiết, để thu hồi sản phẩm chỉ cần giảm áp suất thấp
hơn áp suất tới hạn thì CO
2
chuyển sang dạng khí ra ngoài còn sản phẩm được
thoát ra ở bình hứng.
Ở mỗi điều kiện nhiệt độ, áp suất khác nhau sẽ tương ứng với mỗi đối tượng cần
chiết tách khác nhau.
So sánh phương pháp SCO
2
với các phương pháp truyền thống.
*. Ưu điểm: Sản phẩm tách được:

- Độ nhớt thấp.
- Tỉ trọng xấp xỉ tỉ trọng của chất lỏng.
- Khả năng hòa tan dễ điều chỉnh bằng nhiệt độ và áp suất.
Nhược điểm:
Tuy có rất nhiều ưu điểm như trên nhưng công nghệ này chưa được áp
dụng rộng rãi, đa số mới chỉ dừng lại ở phòng thí nghiệm bởi nhược điểm lớn
nhất của phương pháp này là thiết bị cần hoạt động ở nhiệt độ và áp suất tới hạn
của dung môi nên cần phải đảm bảo thiết bị có tính an toàn cao, chi phí đầu tư
lớn, áp dụng nghiêm ngặt những điều kiện về an toàn lao động.

Phần 3: Ứng dụng của phương pháp lưu chất siêu tới hạn SCO
2

trong trích ly hương liệu, tinh chất trong công nghệ chế biến
thực phẩm.
Hiện nay công nghệ chiết bằng SCO
2
đã và đang được áp dụng phổ biến
để chiết tách các hoạt chất sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm,
dược phẩm, mỹ phẩm, các hoạt chất thiên nhiên…Một số nước đã ứng dụng
công nghệ này ở quy mô công nghiệp với một số sản phẩm nhất định, trong đó
Đức là nước đầu tiên có nhà máy công nghiệp tách loại cafein ra khỏi nhân cà
phê áp dụng công nghệ SCO
2
do hãng HAG.A.G xây dựng vào năm 1979.
* Ứng dụng trong công nghệ tách cafein trong cà phê và chè
Ngành công nghệ nước giải khát hiện nay đang rất phát triển và thị hiếu của
người tiêu dùng cũng ngày một nâng cao. Điều này đòi hỏi các nhà sản xuất
phải luôn tìm kiếm các công nghệ mới để có thể đáp ứng được chất lượng và thị
hiếu người tiêu dùng. Trong công nghệ nước uống cà phê và chè thì việc loại

sắc của sản phẩm trích ly được nhẹ hơn, ức chế được hoạt động vi khuẩn, sản
phẩm tinh khiết và thời gian thu nhanh hơn, khí CO
2
cũng không thể bị oxy hóa
– là dung môi lý tưởng để thực hiện quá trình oxy hóa (1994 Weatherly).
Bảng minh họa sơ đồ khai thác dầu hạt cọ bằng phương pháp SCO
2

Temperature
(oC)
PressureCO2
(MPa) Capacity
(ml)
Volume of
CO
2

consumed
(ml)

Volume of
CO
2

Released to
the
atmosphere

40.6

41.4
103
66.9
36.1

48.3
103
73.8
29.2
60
27.6
103
59.1
43.9

34.5
103
60.6
42.4

41.4
103
65.7
37.3

48.3
103
68.4

2
dùng để
chiết tách các tinh dầu, nhất là các tinh dầu quý hiếm như: tinh dầu lavande,
hoàng đàn, hương lau, nhài, bưởi để phục vụ cho công nghiệp sản xuất nước
hoa, đặc biệt là các loại nước hoa cao cấp và trong thực phẩm. Tinh dầu được
chiết bằng phương pháp này có đặc trưng tự nhiên nhất, độ tinh khiết rất cao.
Tách các hoạt chất hữu ích từ nghệ, chè, gừng để làm chất chống oxy hoá, kem
dưỡng da, ví dụ như chiết polyphenol từ chè xanh để làm chất chống nhăn da,
chống oxy hoá, giữ ẩm cho da và polyphenol có trong kem đánh răng có tác
dụng diệt khuẩn, hoặc chiết hoạt chất từ cây lô hội làm kem làm trắng da
- Còn trong nghành dược phẩm, công nghệ dùng SCO
2
đang được nghiên cứu
để chiết tách các hoạt chất chữa bệnh hoặc tăng cường sức khoẻ từ các nguồn
nguyên liệu thảo mộc.
- Không những áp dụng phương pháp này trong các nghành công nghiệp sản
xuất các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, hiện nay trên thế giới còn nghiên cứu
phương pháp này đối với các ngành công nghiệp khác. Tại Bỉ, người ta đang
nghiên cứu để đưa công nghệ SCO2 vào việc tách các nguyên tố hiếm và các
nguyên tố phóng xạ trong nghành công nghiệp xạ hiếm. Do đó ta có thể thấy
việc sử dụng phương pháp dùng SCO2 sẽ mở ra một phương pháp kỹ thuật mới
mà tiềm năng của nó có tác động lớn đến nhiều nghành công nghiệp quan trọng
trên thế giới.