Extracción de fluido supercrítico de CO2

Tipos de extracción con fluido supercrítico de CO2

El proceso de extracción con fluido supercrítico de CO2

• Expansión de la densidad del dióxido de carbono: Al calentar y presurizar el dióxido de carbono, se produce un cambio de fase. Se denomina estado supercrítico cuando un material adquiere características tanto de un gas como de un líquido. La molécula se asemeja mucho a un líquido, lo que le permite disolver materiales sólidos. Permea como un gas, llegando a espacios y grietas pequeñas.
• ¿En qué se diferencian el CO2 en estados subcrítico y supercrítico? Se pueden utilizar tanto los métodos de extracción de CO2 subcrítico como supercrítico. El producto final puede variar dependiendo del que se utilice. Mientras que el método supercrítico puede producir aceites aromáticos, aceites esenciales, antioxidantes, pigmentos y fitoquímicos a partir del extracto, el método subcrítico puede producir un extracto más leñoso.
• ¿Por qué se prefiere el CO2 a otros disolventes? No son solo las propiedades del CO2 las que lo hacen perfecto para la extracción. El proceso de extracción con CO2 también ofrece ventajas sobre otros métodos basados en disolventes. Los disolventes residuales suponen una amenaza para la salud humana. No existe riesgo de residuos tóxicos con la extracción con CO2 porque los compuestos extraídos se purifican de cualquier resto de CO2, que se evapora por el calor. El proceso evita el uso de disolventes orgánicos inflamables.

Especificaciones y mantenimiento de las extracciones con fluido supercrítico de CO2

Las especificaciones de las máquinas de extracción con fluido supercrítico de CO2 industriales variarán en función del modelo. Estas son algunas especificaciones típicas que hay que tener en cuenta al comprar para uso comercial:

• Volumen de extracción

  La unidad de medida del volumen de extracción es el litro (L). Indica el número de litros que un extractor de CO2 puede procesar en un ciclo. Un extractor de mesa pequeño tendrá un volumen de extracción de 2L. Un extractor industrial procesará más, de 20 a 50L.

• Sistema de bombeo de CO2

  Los extractores vienen con una bomba de pistón rotatorio u otro tipo de bomba para bombear dióxido de carbono en forma líquida. Una bomba de pistón rotatorio tiene un caudal más alto en comparación con otros tipos. Las bombas varían de 3 a 9 kw.

• Temperatura de trabajo

  La temperatura de trabajo de un extractor de CO2 oscila entre -60℃ y 80℃. El ajuste de la temperatura permite al extractor procesar una gama más amplia de materias primas.

• Presión de trabajo

  La presión de trabajo es de 0 a 60Mpa. La presión afecta a la densidad del dióxido de carbono, que a su vez afecta a la solubilidad de las sustancias.

• Tiempo de extracción

  El tiempo de extracción depende del material que se procese. Varía de 1 a 3 horas o más.

• Tasa de recuperación del disolvente

  Con la tecnología SFE, la tasa de recuperación del disolvente de CO2 es del 95%. Con la tecnología SFE, puede ser superior al 50%.

• Automatización

  Un extractor de CO2 puede tener programas totalmente automatizados o semiautomatizados para la extracción, el lavado, la limpieza y otras funciones.

• Material estructural

  Las estructuras internas y externas del extractor están hechas de acero inoxidable 304 o 316L. Cualquiera de los dos materiales garantizará la durabilidad y la resistencia a la corrosión.

• Diseño modular

  Los procesadores de extracción modulares permiten a las empresas escalar la producción. Tendrán capacidad para acoplar, enlazar o apilar módulos.

Mantenimiento

Los extractores de CO2 tienen una estructura simplificada que facilita el mantenimiento. Aun así, los usuarios deben seguir el programa de mantenimiento cuidadosamente para evitar fallos. Las tareas de mantenimiento diarias, semanales, mensuales y trimestrales se enumeran en el manual.

Las tareas diarias incluirán la comprobación de los manómetros, la reposición de aceite lubricante, el apriete de los componentes eléctricos, la inspección de las juntas y tuberías, la reposición de aceite hidráulico, la comprobación de la válvula de alimentación de CO2, el examen de los elementos calefactores, la comprobación de las fluctuaciones de temperatura y la limpieza.

Las piezas de desgaste, como las juntas y las empaquetaduras, deben sustituirse con regularidad en función del uso. Compruébelas y reemplácelas cada tres o cuatro meses. Inspeccione el sistema de bomba hidráulica, el filtro, la válvula de alimentación de CO2 y el calentador de funcionamiento para detectar cualquier desgaste que pueda causar fallos.

Se requerirá un mantenimiento más exhaustivo cada seis meses o una vez al año, dependiendo del modelo de la máquina de extracción. Cuando sea necesario, el servicio de mantenimiento implicará la limpieza de los filtros y los intercambiadores de calor, la inspección y calibración de los instrumentos de control de presión y temperatura, la comprobación del sistema eléctrico y la realización de comprobaciones de seguridad.

Un extractor de fluido supercrítico de CO2 debe limpiarse diariamente para evitar la formación de depósitos residuales. La limpieza suele realizarse una vez completado un ciclo de extracción.

Precaución: Solo utilice las soluciones de limpieza recomendadas para el extractor. Deben ser no corrosivas y menos dañinas para la salud humana.

Aplicaciones de la extracción con fluido supercrítico de CO2

Los beneficios de la extracción supercrítica con CO2 la hacen adecuada para su uso en varias industrias. Estas son algunas de sus aplicaciones más notables:

• Alimentos y bebidas: La industria alimentaria y de bebidas utiliza la extracción con fluido supercrítico de CO2 para extraer sabores, aromas y cafeína. Este es el caso de los productos de café. Al aplicar el proceso de extracción con CO2 al café descafeinado, los fabricantes pueden mantener el sabor del café con cafeína.
• Productos farmacéuticos: La industria farmacéutica utiliza la SFE de CO2 para extraer compuestos activos de las plantas. Entre ellos se encuentran las vitaminas, los alcaloides y los antioxidantes. El método de extracción con CO2 producirá extractos de alta pureza que no contienen residuos de disolventes.
• Cosméticos: Muchas marcas de cosméticos utilizan ahora aceites esenciales extraídos con el método de extracción con CO2 en sus productos. Estos aceites incluyen extractos vegetales y antioxidantes. Estos extractos son ideales para formulaciones cosméticas porque no contienen disolventes tóxicos.
• Productos botánicos: La extracción supercrítica con CO2 puede utilizarse para extraer productos botánicos valiosos como lúpulo, aceites de superfrutas y aceite de CBD. El método es uno de los preferidos por su eficiencia y pureza. Por lo tanto, la extracción con CO2 se utiliza habitualmente en la destilación de productos botánicos. Muchos compradores de productos de aceite de CBD demandan un método de extracción que sea seguro y que proporcione una alta pureza. La extracción con CO2 satisface estas demandas.
• Aromaterapia: La extracción supercrítica con CO2 es uno de los métodos de extracción recomendados para su uso por la Organización Internacional de Normalización para la extracción de aceites esenciales. El método de extracción con CO2 produce aceites esenciales de alta calidad y máxima pureza. Por no hablar de que los aceites esenciales extraídos con extracción con CO2 tienen una bioactividad máxima.
• Polifenoles y flavonoides: La extracción con fluido supercrítico de CO2 puede utilizarse para extraer polifenoles y compuestos fenólicos flavonoides de las plantas. Entre estos compuestos se encuentran el resveratrol de las uvas, los flavonoides del té y otros compuestos fenólicos valiosos de diversos productos botánicos. Se utilizan en complementos alimenticios, alimentos funcionales y productos de bebidas.
• Pinturas y recubrimientos: El método de extracción supercrítica con CO2 puede utilizarse para capturar disolventes de bajas emisiones de COV, incluidos los disolventes de decapante de pintura. Los disolventes podrían ser etanol, acetona o cloruro de metileno. La tecnología SFE de CO2 separará los disolventes de las matrices no solubles en agua. Permitirá una eliminación segura de los disolventes reduciendo su volumen.
• Pesticidas y herbicidas naturales: La tecnología de extracción supercrítica con CO2 puede utilizarse para extraer pesticidas naturales de aceites esenciales. Algunos ejemplos de estos aceites son el aceite de romero y el aceite de clavo. Estos aceites tienen propiedades repelentes de plagas. Además, tienen niveles de toxicidad bajos para los humanos y una rápida degradación ambiental.

Cómo elegir una máquina de extracción con fluido supercrítico de CO2

Los siguientes consejos ayudarán a los compradores comerciales a seleccionar la máquina de extracción con fluido supercrítico de CO2 adecuada para sus necesidades.

• Considere el tamaño del embalaje del material vegetal

  El tamaño del extractor debe coincidir con el embalaje previsto de las materias primas. Elegir un extractor que se ajuste al embalaje previsto de las materias primas ayudará a evitar múltiples extracciones y a optimizar el control de la extracción y el flujo de trabajo.

• Evalúe el sistema de recogida del extracto

  El método de recogida del extracto debe estar en consonancia con las demandas del mercado. Tanto si se utiliza un colector de fracciones, una bolsa de filtro o un recipiente de recogida personalizado, la selección del método de recogida adecuado puede ayudar a optimizar el procesamiento posterior a la extracción y a mejorar la calidad del producto.

• Examine si la máquina está automatizada

  La automatización puede simplificar las operaciones, reducir las necesidades de mano de obra y mejorar la reproducibilidad. Será necesario considerar un nivel específico de automatización, pero es crucial asegurarse de que el nivel de automatización elegido se ajusta a las limitaciones presupuestarias y a los requisitos operativos.

• Mantenimiento de la máquina de extracción de CO2

  El diseño de una máquina de extracción puede afectar a las necesidades y costes de mantenimiento continuos. Una máquina con un diseño de bajo mantenimiento puede ayudar a reducir los costes de producción y aumentar el tiempo de inactividad.

• Considere al fabricante de la máquina

  El apoyo del fabricante, la reputación y la experiencia de otros usuarios pueden influir en las decisiones de compra. Elija un fabricante con buena reputación y un servicio de asistencia rápida para obtener el servicio y la asistencia necesarios para una máquina de extracción que funcione correctamente.

P&R

P1: ¿Cuál es el papel del separador en una máquina de extracción supercrítica con CO2?

R1: Después de que la solución entra en el separador, se deja salir el gas CO2, dejando atrás los compuestos químicos extraídos. El separador es vital en el proceso de extracción con CO2 porque permite la recuperación y el reciclaje del disolvente CO2 de vuelta a la cámara de extracción y separa y recoge los compuestos que se han extraído.

P2: ¿Por qué la extracción supercrítica con CO2 es respetuosa con el medio ambiente?

R2: En un mundo cada vez más preocupado por la preservación del medio ambiente y la sostenibilidad, el hecho de que la extracción supercrítica con CO2 sea respetuosa con el medio ambiente le da aún más atractivo como técnica de extracción. Como se ha dicho anteriormente, se utiliza agua, un disolvente no dañino, en la extracción con CO2. Además, el CO2 no es persistente en el medio ambiente; después de completar su tarea en el proceso de extracción, puede reciclarse o devolverse a la atmósfera.

P3: ¿Cuáles son las limitaciones de la extracción supercrítica con CO2?

R3: El método puede no ser asequible o razonable para todos los casos porque el equipo necesario para la extracción supercrítica con CO2 puede ser sofisticado y costoso. Además, aunque la extracción supercrítica con CO2 es excelente para eliminar compuestos específicos, puede no ser adecuada para extraer ciertos productos químicos en particular, como los pigmentos y los antioxidantes.

P4: ¿Cuáles son algunas aplicaciones de la extracción supercrítica con CO2?

R4: La extracción supercrítica con CO2 tiene muchas aplicaciones. Algunas de ellas incluyen su uso en los Estados Unidos para extraer cafeína del café para que los clientes puedan disfrutar del café descafeinado; la extracción de valiosos aceites esenciales de hierbas botánicas para su uso en la industria de los perfumes; la extracción de licopeno y otros carotenoides de los tomates y los pigmentos vegetales; y la extracción de resina de los pinos para producir aceite de trementina.