CO2 Extraccion
Extracción
Dióxido de carbono supercrítico
Diagrama de fase presión-temperatura del dióxido de carbono
El dióxido de carbono supercrítico (sCO2) es un estado fluido de dióxido de carbono donde se mantiene a su temperatura crítica o crítica y a su presión crítica.
El dióxido de carbono generalmente se comporta como un gas en el aire a temperatura y presión estándar (STP), o como un sólido llamado hielo seco cuando se congela. Si tanto la temperatura como la presión aumentan a partir de STP para estar en o por encima del punto crítico para el dióxido de carbono, puede adoptar propiedades a medio camino entre un gas y un líquido. Más específicamente, se comporta como un fluido supercrítico por encima de su temperatura crítica (304.25 K, 31.10 ° C, 87.98 ° F) y presión crítica (72.9 atm, 7.39 MPa, 1,071 psi), expandiéndose para llenar su contenedor como un gas pero con una densidad como la de un líquido.
El CO2 supercrítico se está convirtiendo en un importante solvente comercial e industrial debido a su papel en la extracción química, además de su baja toxicidad e impacto ambiental. La temperatura relativamente baja del proceso y la estabilidad del CO2 también permiten extraer la mayoría de los compuestos con poco daño o desnaturalización. Además, la solubilidad de muchos compuestos extraídos en CO2 varía con la presión, lo que permite extracciones selectivas.
Extracción hipercrítica de CO2
La extracción hipercrítica de dióxido de carbono (CO2) es un proceso relativamente nuevo utilizado para la extracción de productos aromáticos. El concepto básico es que el CO2 bajo presión pasará de ser un gas a un líquido que luego puede usarse como un solvente líquido inerte. Este solvente líquido es capaz de difundirse a través del material vegetal y así extraer sus constituyentes aromáticos. Los extractos de CO2 contienen la mayoría de los mismos componentes que sus contrapartes de aceites esenciales, aunque pueden contener algunos elementos que no se encuentran en los aceites esenciales. Por ejemplo, el aceite esencial de jengibre (Zingiber officinale) no contiene los principios amargos, sin embargo, el extracto de CO2 sí lo hace. Además, el extracto de CO2 del incienso (Boswellia carterii) tiene una actividad inmunoestimulante y antiinflamatoria que no se encuentra en el aceite esencial. Los extractos de CO2 son conocidos por su gran similitud en el aroma con el aroma real de la planta. Otros extractos comunes de CO2 en el mercado incluyen la manzanilla alemana (Matricaria recutita) y la caléndula (Calendula officinalis).
Las tres desventajas principales de este proceso son el costo, los posibles residuos de plaguicidas y la falta de información sobre sus beneficios terapéuticos y de seguridad.7 Con respecto al residuo de pesticida, Guba comenta que "la extracción de dióxido de carbono se ha demostrado que se concentra de 7 a 53 veces más residuos de plaguicidas en el extracto final. "Por lo tanto, parece pertinente usar solo material vegetal orgánico para la extracción de CO2. Quizás a medida que haya más extractos de CO2 disponibles y más profesionales los utilicen, se harán evidentes más detalles sobre sus aplicaciones. Dos de los aceites esenciales más comunes disponibles a través de la extracción de CO2 incluyen el incienso y el jengibre.
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Aplicaciones
Extracción de fluido supercrítico
El dióxido de carbono está ganando popularidad entre los fabricantes de café que buscan alejarse de los solventes clásicos de descafeinización, debido a los peligros reales o percibidos relacionados con su uso en la preparación de alimentos. sCO2 se fuerza a través de los granos de café verdes que luego se pulverizan con agua a alta presión para eliminar la cafeína. La cafeína puede luego aislarse para su reventa (por ejemplo, a los fabricantes de productos farmacéuticos o de bebidas) haciendo pasar el agua a través de filtros de carbón activado o mediante destilación, cristalización u ósmosis inversa. El dióxido de carbono supercrítico se usa para eliminar plaguicidas organoclorados y metales de cultivos agrícolas sin adulterar los constituyentes deseados de la materia vegetal en la industria de suplementos herbales.
El dióxido de carbono supercrítico se puede usar como un solvente más amigable con el medio ambiente para la limpieza en seco de solventes tradicionales como los hidrocarburos, incluido el percloroetileno.
El dióxido de carbono supercrítico se utiliza como solvente de extracción para la creación de aceites esenciales y otros destilados de hierbas. Sus principales ventajas sobre los solventes como el hexano y la acetona en este proceso son que no es tóxico ni inflamable. Además, la separación de los componentes de la reacción del material de partida es mucho más simple que con los disolventes orgánicos tradicionales.
El CO2 puede evaporarse en el aire o reciclarse por condensación en un recipiente de recuperación en frío. Su ventaja sobre la destilación al vapor es que opera a una temperatura más baja, lo que puede separar las ceras de plantas de los aceites.
En los laboratorios, el sCO2 se usa como solvente de extracción, por ejemplo para determinar el total de hidrocarburos recuperables de suelos, sedimentos, cenizas volantes y otros medios, y la determinación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en el suelo y los desechos sólidos. La extracción de fluido supercrítico se ha utilizado para determinar los componentes de hidrocarburos en el agua.
Los procesos que usan sCO2 para producir partículas a escala micro y nano, a menudo para usos farmacéuticos, están en desarrollo.
