Fluidi Supercritici

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Novamens - Supporto per aziende nella estrazione e reciclo dei fluidi supercriticiQuando un fluido si trova in condizioni di temperatura superiore alla sua temperatura critica (Tc) e pressione superiore alla sua pressione critica (Pc) si dice fluido supercritico (FSC). Un fluido allo stato supercritico possiede proprietà in parte analoghe a quelle di un liquido (ad esempio la densità) e in parte analoghe a quelle di un gas (ad esempio la viscosità). La possibilità di modulare la densità dei fluidi supercritici attraverso modeste variazioni di temperatura e pressione, soprattutto nell’intorno del punto critico, rappresenta il fattore caratterizzante di questi fluidi. La pressione e la temperatura sono le variabili operative su cui agire nella conduzione dei processi che sfruttano le proprietà dei fluidi supercritici, come ad esempio i processi di estrazione e separazione.
Di particolare interesse come fluido supercritico è l’anidride carbonica (CO2) e risulta essere infatti il fluido più utilizzato nelle applicazioni FSC. Essa infatti non è tossica, non è infiammabile, è inerte, ha proprietà battericide, ha basso costo anche ad elevate purezze e, grazie anche a sistemi di recupero, ha un basso impatto ambientale. La pressione critica dell’anidride carbonica è relativamente bassa (73.8 bar) e la sua temperatura critica di 31.1°C permette di definire questo tecnologia estrattiva “a freddo”, a vantaggio di principi attivi termosensibili che non subiscono degradazione termica. L’estrazione con anidride carbonica supercritica risulta molto selettiva e di resa elevata, per cui l’estratto finale non necessita o necessita in maniera contenuta di processi di purificazione.

Gli estratti con CO2 supercritica sono oleo-solubili, alcuni presentano consistenza cerosa altri si presentano come liquidi con consistenza simile a quella di un olio essenziale. Gli estratti con CO2 conservano inalterate le sostanze di interesse, spesso deteriorate da altri processi estrattivi, e presentano quindi un migliore profilo organolettico e qualitativo. Queste caratteristiche sono solitamente molto importanti per le materie prime di interesse alimentare, farmaceutico, nutraceutico e cosmetico. Inoltre, gli estratti non vengono contaminati dal fluido estraente in quanto l’anidride carbonica è chimicamente inerte e viene separata in forma gassosa ad estrazione avvenuta. Nei processi industriali la CO2 può essere riciclata minimizzandone il consumo e quindi i costi, inclusi quelli ambientali.

Esempi di applicazioni:

  • estrazione di aromi ed essenze da matrici vegetali;
  • estrazione di oli da semi;
  • pastorizzazione di matrici alimentari;
  • frazionamento in colonna;
  • micronizzazione;
  • espansione rapida di una soluzione supercritica (RESS – Rapid Expansion of Supercritical Solutions) applicata a polveri farmaceutiche;
  • precipitazione indotta da anti-solvente supercritico (SAS – Supercritical Anti-Solvent) a partire da una soluzione omogenea di sostanze di interesse farmaceutico;
  • precipitazione da soluzione satura con gas (PGSS – Particles from Gas Saturated Solutions);
  • purificazione;
  • microincapsulazione e ricoprimento di farmaci per sistemi a rilascio controllato.