Superkritische CO₂-Extraktion
Technology Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Bei der superkritischen CO2-Extraktion dient CO2 oberhalb seiner kritischen Temperatur und seines kritischen Drucks als Lösemittel für lipophile Naturstoffe. So lassen sich z. B. ätherische Öle, Aromen oder pharmazeutisch relevante Extrakte aus pflanzlichen Rohstoffen gewinnen. Nach der Extraktion wird das CO2 druckentspannt, wiederverwendet und hinterlässt konzentrierte, lösemittelfreie Produkte. Die Technologie ist industriell etabliert und kommt ohne Wasserstoff aus. Hauptanwendungsfelder sind die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Aroma- und Duftstoff- sowie Kosmetikhersteller und pharmazeutische Produzenten, die lösemittelfreie, hochreine Naturstoffextrakte benötigen.
Kennzahlen und Reifegrad (Richtwerte)
- Technologischer Reifegrad (TRL): 9
- Energiebedarf: etwa 400 kWh je t Biomasse (entspricht ca. 0,8 kWh je kg Extrakt)
- Wasserstoffverbrauch: 0
- Typische Modul-/Pilotgröße: Autoklaven mit 50–500 L Volumen bei 150–300 bar
- Typischer Durchsatz: 50–500 kg Biomasse pro Tag
- Anforderungen an den CO2-Strom: ≥ 99,5 % CO2, trocken und ölfrei
- Typische Produkte: ätherische Öle, Extrakte, Wachse, Naturstoffe
Quelle: THINKTANKirs Publikation: CCU-Technologien: Status Quo und Zukunftsperspektiven
SWOT analysis
Strengths
- Industriell etabliert (Lebensmittel, Pharma, Kosmetik)
- Keine toxischen Lösungsmittelrückstände
- CO2 kann im Kreislauf geführt werden
Weaknesses
- Hoher Druckbedarf → Energieaufwand
- Investitionskosten für Hochdruckanlagen
Opportunities
- Substitution fossiler/organischer Lösungsmittel
- Wachsende Nachfrage nach „grünen“ Extraktionsverfahren
Threats
- Wirtschaftlichkeit abhängig von Energiepreisen
- Konkurrenz durch alternative Extraktionstechnologien
Erfolgsbeispiel
NATECO2 (Hopfenveredlung St. Johann GmbH) betreibt in St. Johann in Bayern eine der weltweit größten CO2-Extraktionsanlagen für Hopfen. Pro Jahr werden rund 13.000 t Hopfenpellets verarbeitet, wobei Bitter- und Aromastoffe mittels superkritischem CO2 extrahiert und das CO2 anschließend vollständig rückgeführt wird. Die Anlage versorgt Brauereien mit standardisierten Hopfenextrakten und demonstriert die großtechnische Nutzung von CO2 als Prozesslösemittel. Zum Erfolgsbeispiel.
