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红花是一种在我国新疆、云南等地广泛种植的药食两用植物，红花籽年产量约6万吨，红花花丝年产量约4千吨。红花籽油约占红花籽质量的27％～32％，其中含73％～85％的人体必需的亚油酸以及高含量的维生素E、黄酮等，可用于食品、化妆品及医药工业等领域。红花含有黄色素、黄酮醇类等药用成分，其提取物常用来治疗子宫充血、心血管、血栓形成等疾病，也用作止痛和消炎剂。此外红花红色素还是很重要的天然染料，红花挥发油也是一些复方中药的主要药效成分。红花籽油的传统生产方法以压榨-浸出法为主，不能避免高温下活性成分氧化变质和有机溶剂残留问题。红花制剂的传统生产工艺为水提醇沉法，生产过程中会导致黄色素等物质的降解，并且不能利用红花中挥发油、红色素等非水溶性活性成分。
超临界CO2萃取是一种新型高效洁净分离技术，具有抗氧化，无残留等优点，适宜弥补传统工艺的不足，最大限度利用其有效成分。本研究分别以红花籽、红花和红花水煮醇沉残渣为原料，对采用超临界CO2萃取红花籽油和红花有效成分的可行性及其适宜条件进行了深入研究和探讨，主要取得以下结果：
1.以吉木萨尔红花籽为原料，在500 mL的超临界萃取装置上，考察了温度、压力、CO2流速、装料量、物料颗粒、物料水分含量对红花籽油萃取的影响，确定了最佳工艺条件。实验发现萃取速率随压力和流速的升高而增加，随粒径的增大而降低。萃取压力28 MPa，萃取温度35℃～40℃，适宜于超临界CO2萃取红花籽油。成分分析表明超临界CO2萃取技术所得红花籽油中不饱和脂肪酸含量超过90％，理化性质检验表明采用所得红花籽油的各项理化指标均符合或优于精炼食用植物油的国家卫生标准。
2.以实验室条件考察数据为基础，通过各模型的比较，认为破碎物料中籽油分应为两部分，Sovova模型和动态分段模型能够很好的拟合萃取曲线。通过籽油萃取动力学的研究，提出了变流萃取工艺对缩短萃取时间、降低动力消耗有指导意义，并进行了实验验证。在此基础上，进行了中试生产试验，考察了其稳定性与连续性，并且萃取过程与模型的预测相吻合。超临界萃取的成本核算表明超临界CO2萃取红花籽油有很高的经济效益。
3.以红花为原料，建立了分级萃取红花中有效成分的方法。对红花原料进行一级萃取，考察了温度、压力、CO2流速、粒径及分离条件的影响，用GC-MS分析了所得挥发油的成分，确定了最佳条件为：萃取压力9 MPa，萃取温度35℃，一级分离温度0℃，一级分离压力9 MPa。同水蒸气蒸馏法相比较，超临界萃取所得挥发油质量优，产率高。以一级萃余物为原料进行二级萃取，考察了温度、压力、装料量、粒径等的影响，得到红花红色素，所确定的最佳实验条件为：萃取压力30 MPa，萃取温度35℃，CO2流速3.74 kg/h，物料粒径≤0.4 mm。以二级萃余物为原料，加入夹带剂进行三级萃取，考察了温度、压力、夹带剂种类及夹带剂比例等的影响，并检测了萃取物中红花黄色素、腺苷、山奈酚、槲皮素和总黄酮的含量，所确定的最佳实验条件为：萃取压力30 MPa，萃取温度55℃，夹带剂为60％乙醇或水，夹带剂比例为3.65％，同水提醇沉法相比超临界萃取工艺流程简单。结果表明：分级萃取充分利用了红花原料中的有效成分，并实现了不同性质成分的初步分离，简化了后续加工步骤。
4.建立了超临界CO2两步法萃取红花药渣中挥发油和红花红色素的方法，考察了温度、压力、流速及物料粒径等工艺条件对萃取的影响，用GC-MS分析了从红花药渣萃取的挥发油的成分，并和从红花中萃取挥发油进行了对比。在实验条件范围内最佳工艺条件为：一级萃取：萃取温度35℃、压力9 MPa、CO2流速3.74 kg/h、粒径小于0.4 mm；二级萃取：温度35℃、压力30 MPa、粒径小于0.4 mm。红花药渣挥发油的含量比红花中稍高，而组成相近，水提醇沉工艺对红花挥发油的影响不大。红花药渣中红花红色素含量经水提工艺后损耗74.3％，不利于红花红色素的利用，提取红花红色素适合在未进行水提醇沉前进行。