低温萃取工艺⌈SFE⌋

►工艺定位

低温萃取工艺(超临界流体萃取,SFE)是晨信农业原料提纯环节的核心工艺,以超临界二氧化碳为绿色萃取剂,在温和条件下从有机原料中分离提取微量元素、水溶性生物活性物质(如黄腐酸、氨基酸、肽、寡糖、多糖)的物理提取技术。核心定位是 “生态化原料预处理”,解决传统高温提取导致的养分损耗/流失、有机溶剂污染等痛点,为后续工艺提供高纯度高活性、全水溶的基础营养基材。

►核心原理

核心原理:利用二氧化碳在临界温度(31.1℃)、临界压力(7.38MPa)以上形成的超临界流体,兼具气体的高渗透性和液体的高溶解性,能快速渗透原料孔隙,选择性溶解目标营养成分,再通过减压 / 升温使超临界 CO₂变回气态,与萃取物分离,实现 “提取 – 分离” 一体化。

技术路径:原料预处理→超临界萃取→减压分离→CO₂循环回收→萃取物提纯→成品基材储存。

►标准流程

原料预处理:选取大豆、玉米、海藻、盐角草、中草药等有机原料,经粉碎(20-40 目)、干燥(水分≤10%)、磁选除杂(去除金属杂质);

投料密封:将预处理后的原料均匀装入萃取釜,密封后通入食品级液态 CO₂;

超临界状态调控:通过加热、加压使 CO₂达到超临界状态,保持稳定流量循环萃取;

减压分离:萃取完成后,将含营养成分的超临界 CO₂导入分离釜,经减压、升温使 CO₂气化,与萃取物分离;

CO₂回收循环:气化后的 CO₂经冷却、加压还原为液态,回流至储罐重复使用;

萃取物提纯:分离后的萃取物经精密过滤(去除细微杂质)、低温浓缩(30℃以下),得到高纯度营养基材;

成品检测与储存:检测基材中目标成分含量,合格后转入密闭容易备用。

►突破局限

传统工艺痛点:高温提取(100℃以上)导致热敏性成分(维生素、活性酶)氧化流失,养分活性损失 40% 以上;使用甲醇、乙醇等有机溶剂,残留量超标(部分产品≥0.01%);能耗高、污染大。

工艺突破:

①低温条件使热敏成分活性保留率≥98%

②全程无有机溶剂,萃取物溶媒残留≤0.001%,远低于 GB 38400《肥料中有毒有害物质的限量要求》;

③CO₂循环利用,生产 1 吨基材仅耗 30kg 新购 CO₂,能耗较传统工艺降低 40%。

►实际应用

原料利用率:海藻原料中褐藻寡糖提取率≥85%,天然作物中硼、锌、铁、锰、铜、钼等微量元素提取率≥82%;

产品指标:萃取基材有机质含量≥60%,生物活性物质含量≥20%,pH 值 5.5-7.0,无异味、无机械杂质;

环保效益:生产过程无废水、废气排放,固废(提取后残渣)将作为有机原料进行二次发酵,实现充分利用。

►适配场景

适配原料:海藻、大豆、芝麻、盐碱蓬、盐角草、玉米、中药渣等有机原料;

适配产品:有机水溶肥、复合微生物肥、氨基酸肥料的核心营养基材生产;

应用场景:生态农业、有机种植基地的肥料生产,尤其适合“纯天然、无毒害污染” 要求的高端肥料产品。

►规范要求

符合 GB 38400《肥料中有毒有害物质的限量要求》(溶媒残留、重金属指标达标);

萃取用 CO₂符合 GB 10621《食品添加剂 液体二氧化碳》(食品级标准);

成品基材符合 NY 884《有机肥料》中有机质、水分等指标要求。