L'estrazione condotta con fluidi in condizioni supercritiche costituisce un’alternativa rispetto ai sistemi classici di separazione, quali la distillazione frazionata, l'estrazione in corrente di vapore, l'estrazione con solventi o il desorbimento termico. La SFE (supercritical fluids extraction) può essere applicata a sistemi su scala diversa: da quella da laboratorio, analitica (da poche centinaia di milligrammi a pochi grammi di campione) o preparativa (qualche centinaio di grammi di campione), alla scala pilota (quantità di matrice nell’ordine dei chilogrammi) fino a scale industriali che trattano tonnellate di materiale grezzo (come nel caso della decaffeinizzazione del caffè).

Può sostituire molti processi tradizionali di estrazione da matrici vegetali per l’ottenimento di estratti secchi o di oli essenziali con determinate caratteristiche. L’estrazione di sostanze da miscele complesse, in particolare, può essere resa altamente selettiva modificando adeguatamente le condizioni di pressione e temperatura a cui si opera, per adattarle alla solubilità dei di versi componenti di specifico interesse. Un esempio ne è la deterpenazione degli oli essenziali di agrumi e altre piante officinali, attraverso la quale si ottiene una miscela di composti aromatici stabili alla luce e alla temperatura (i monoterpeni generalmente non lo sono e contribuiscono a volte in maniera irrilevante al profumo).

Sulla base di tali premesse, l’estrazione con fluidi supercritici si è progressivamente imposta come una delle tecnologie elettive per trattare, con vari obiettivi, materie prime di interesse alimentare, farmaceutico e cosmetico (estrazione dei principi attivi e dei componenti delle erbe officinali). Benché in teoria siano molti i fluidi supercritici impiegabili a questo scopo, l’anidride carbonica (CO₂) è la più idonea. La CO₂ è infatti, priva di tossicità, inerte, non infiammabile, poco costosa, riciclabile e quindi priva di impatto sull’ambiente. L'estrazione con CO₂ è una tecnologia moderna di estrazione di componenti vegetali lipofili realizzata secondo un procedimento estremamente rispettoso e senza rilascio di residui di sostanze solventi.Dopo l'estrazione la pressione di esercizio viene abbassata e la CO₂ perde così la sua forza solvente rilasciando le sostanze solute, che risultano disponibili allo stato puro e in forma concentrata. Per questi motivi anche la FDA ha conferito al procedimento l'attributo GRAS (GRAS = generelly recognized as safe/ generalmente riconosciuto come innocuo).Le sostanze naturali, inoltre, sono spesso poco stabili a temperature elevate, e richiedono quindi di essere mantenute e trattate a temperature vicine a quella ambiente: la CO₂ ha una temperatura critica di 31 °C, che la rende particolarmente adatta come solvente per le sostanze di origine biologica. Le proteine, i carboidrati, i sali inorganici o i metalli non vengono in alcun modo coestratti. Gli estratti con CO₂ sono microbiologicamente stabili, non necessitano di conservazione e sono per natura praticamente sterili.A differenza dei procedimenti convenzionali, la selettività dell'estrazione è mirata. Il metodo non comporta stress termico e non richiede l'impiego di solventi organici.

Estrazione con co-solvente

In alcuni casi si rende necessario ricorrere all'utilizzo di co-solventi per estrarre sostanze che non sono affini alla CO₂. L'utilizzo di un co-solvente permette di utilizzare l'anidride carbonica come vettore anzichè solvente principale, capace di trasportare il co-solvente all'interno della matrice da trattare sfruttando in questo modo i benefici indotti dall'alta pressione. In questo caso la struttura dell'impianto cambia radicalmente perchè si rende necessario aggiungere una seconda pompa dosatrice a membrana.