二氧化碳膨胀己烷(CXH)提取高品质葵花籽油用于生物燃料的绿色工艺研究

本研究针对传统生物燃料提取工艺高污染、高能耗问题，开发了基于CO2 -膨胀己烷(CXH)的绿色萃取技术。通过响应面法优化，在5.0 MPa/25℃/CO2 摩尔分数0.82条件下，获得含磷量7.2 μL/L、游离脂肪酸1.91 wt%的高品质葵花籽油，直接满足EN 14214标准，为生物燃料生产提供了高效环保新方案。

　　

随着全球能源需求激增，化石燃料造成的环境问题日益严峻。寻找低排放替代能源成为当务之急，其中源自生物质的生物燃料展现出巨大潜力。向日葵作为生物能源作物优势显著：其籽实含油量高达经济价值的80%，深根系特性更能高效利用土壤资源。然而传统机械压榨法出油率低且油品粗劣，有机溶剂萃取虽提高产量却引入毒性残留，而超临界CO₂
萃取虽环保但需高压(20-40 MPa)高温(40-60℃)条件，大幅增加能耗成本。

日本国际协力机构资助的研究团队在《The Journal of Supercritical Fluids》发表创新成果，开发出CO₂
-膨胀己烷(CXH)萃取技术。该研究采用响应面法结合中心复合旋转设计，系统考察压力(4.5-6.5 MPa)、温度(20-30℃)和CO₂
摩尔分数(0.70-0.88)的影响，建立预测模型误差≤9%。关键技术包括：1）CXH溶剂体系构建；2）基于ICP-MS的磷含量检测；3）采用Hybrid Sunflower NEO品种籽实为原料。

优化提取条件
通过模型计算确定最佳参数为5.0 MPa/25℃/CO₂
摩尔分数0.82，90分钟提取获得0.379 g-oil/g-sample的产率。关键质量指标FFA(1.91 wt%)和磷(7.2 μL/L)均显著低于EN 14214标准限值(10 wt%和10 μL/L)，证实无需精炼即可满足生物燃料要求。

与传统方法对比
CXH较液态己烷萃取具有三重优势：提取时间缩短30%、油品纯度提升（磷含量降低42%）、溶剂残留量减少。尤其值得注意的是，该技术操作压力仅为超临界法的1/4，大幅降低设备成本。

这项研究开创性地将CXH技术应用于葵花籽油提取，其重要意义在于：1）建立温和条件下(＜6.5 MPa)的高效提取工艺；2）产出可直接用于微型电网发电的生物燃料；3）为农村地区提供兼具经济性和环境友好性的能源解决方案。Mathayo Gervas Mathias等研究者通过精准调控CO₂
-溶剂协同效应，为生物燃料生产提供了革命性技术路径。