超临界流体技术在食品、制药、化工及能源领域的应用研究进展与展望

《Processes》：Supercritical Technology Applied to Food, Pharmaceutical, Chemical and Energy Industries—2nd Edition

　　

超临界流体独特的双重性质——兼具液体的溶解能力与气体的低粘度和高扩散性——使其在广泛的应用领域具有吸引力，包括固体材料的萃取、物质分馏、灭菌以及发电。"超临界技术"一词指的是在感兴趣的溶剂临界点附近或以上的条件下运行的工艺过程。12

作为此前已发表的专题特刊"超临界技术在食品、制药和化工行业的应用"的延续（在线获取：https://www.mdpi.com/journal/processes/special_issues/Supercritical_Technology。访问日期：2026年8月30日），本专题特刊"超临界技术在食品、制药、化工和能源行业的应用——第二版"进一步拓展了超临界流体领域所涵盖的应用范围。尽管超临界流体萃取已成为超临界技术中研究最为广泛的工业应用之一，但其在能源相关工艺（包括发电）中的潜力却相对较少被探索与认知。通过汇集涵盖食品、制药、化工和能源应用的各类研究贡献，本专题特刊旨在为当前工业过程中超临界流体研究的全貌提供更广阔的视角。

除超临界流体在萃取过程中的应用外（无论是作为获取高价值提取物的方法，还是作为分析检测前样品制备的方法论），本专题特刊还探讨了若干值得进一步研究的工艺。例如，一项研究考察了布洛芬溶液在亚临界二氧化碳中发生爆炸性沸腾时的颗粒形成过程。另一项研究则利用分子动力学模拟，考察了不同温度和压力范围内的CO₂相行为，为碳捕集与封存等工业过程提供了有价值的见解。

在基于超临界技术的发电领域，对1000 MW超超临界燃煤锅炉中的温度分布进行了详细评估。此外，还研究了超临界水气化过程中产生的盐类沉淀沉积物，并提出了潜在的工艺优化策略。

最后，综述了农食、化工和能源领域中基于超临界流体技术的工艺现状，并特别强调了未来发展方向。这些方向包括利用超临界流体从废催化剂中回收金属，以及将超临界二氧化碳与核废料相结合，将生物质衍生能源转化为热能和电能。

本专题特刊发表的研究填补了成熟应用领域（如超临界流体萃取和颗粒形成）中的知识空白，同时突出了超临界流体在较不常见应用领域（如发电）中的最新进展。与任何新兴技术一样，基于超临界流体的技术应伴随着对其环境绩效和经济性的更广泛评估。3 尽管这些工艺可能比传统替代方案提供更高效的性能，但将其归类为"清洁"技术不应仅基于使用替代石油化工品类的溶剂这一因素。维持高压和高温所需的能耗、生物来源溶剂的使用，以及整体工艺效率在评估其环境足迹时也必须予以考量。4

对基于超临界流体的工艺进行负责任的经济学评估，应考虑多种不同情景，包括产品需求、地理位置、当地费用、法规、质量要求以及其他相关因素。这种全面的评估能够为不同利益相关者提供这些工艺的真实表征。

在此背景下，预计本专题特刊涵盖的主题将对基于超临界流体的工艺的技术发展、工业推广和商业化做出贡献。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

贡献列表

• Semenov, T.; Epifanov, E.; Mishakov, G.; Rovenko, V.; Vorobei, A.; Goryachuk, I.; Lazarev, A.; Minaev, N.; Mareev, E. 亚临界CO₂中布洛芬溶液爆炸性沸腾的时间分辨诊断：从微聚集体到CO₂纳米团簇。 Processes 2026, 14, 1533. https://doi.org/10.3390/pr14101533。
• Yan, L.; Pu, J.; Yan, J.; Lv, C. 灵活调峰条件下1000 MW超超临界机组再热器管壁温度研究。 Processes 2025, 13, 3440. https://doi.org/10.3390/pr13113440。
• Paucarchuco-Soto, J.; Padilla Pacahuala, G.; Cuadrado Campó, W.J.; Chagua-Rodríguez, P.; Maceda Santiva?ez, J.C.; Santana, á.L.; Meireles, M.A.A.; Cha?i-Paucar, L.O. 秘鲁柳叶花椒叶的超临界流体萃取：收率、动力学、数学建模与化学成分。 Processes 2025, 13, 2191. https://doi.org/10.3390/pr13072191。
• Pinheiro, L.A.; Silva-Oliveira, W.; de Moraes, E.E.; Bordin, J.R. 利用刚性模型探索CO₂的热力学与动力学行为。 Processes 2025, 13, 148. https://doi.org/10.3390/pr13010148。
• Razgonova, M.P.; Nawaz, M.A.; Ivanova, E.P.; Cherevach, E.I.; Golokhvast, K.S. 利用超临界CO₂萃取与串联质谱法从三种多变苜蓿品种叶片中提取和检测酚类化合物与皂苷。 Processes 2024, 12, 1041. https://doi.org/10.3390/pr12051041。
• Razgonova, M.P.; Nawaz, M.A.; Ivanova, E.P.; Cherevach, E.I.; Golokhvast, K.S. 勘误：Razgonova等人。利用超临界CO₂萃取与串联质谱法从三种多变苜蓿品种叶片中提取和检测酚类化合物与皂苷。 Processes 2024, 12, 1041. Processes 2026, 14, 1960. https://doi.org/10.3390/pr14121960。
• Dutzi, J.; Boukis, N.; Sauer, J. 生物质连续超临界水气化过程中盐类沉淀的研究。 Processes 2024, 12, 935. https://doi.org/10.3390/pr12050935。
• Kamjam, M.; Ngamprasertsith, S.; Sawangkeaw, R.; Charoenchaitrakool, M.; Privat, R.; Jaubert, J.-N.; Molière, M. 超临界流体在工业过程中的巨大多功能性：聚焦化工、农食与能源应用。 Processes 2024, 12, 2402. https://doi.org/10.3390/pr12112402。

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