Extracción con fluidos supercríticos

La industria agroalimentaria está buscando la mejor técnica de separación para obtener extractos naturales de gran pureza, que son utilizados en una gran diversidad de aplicaciones; al mismo tiempo,es necesario garantizar que tanto los productos extractados como los extractos en sí no provoquen riesgos para la salud pública y que sean de una calidad excelente.Las tecnologías actuales para la obtención de extractos alimentarios generalmente utilizan disolventes
orgánicos, que comportan un riesgo debido a su toxicidad, a su poder inflamable y a los residuos que generan. Por este motivo, se están desarrollando nuevas tecnologías más respetuosas con el medio ambiente, que no representan ningún riesgo para la salud y garantizan una calidad superior de los productos.

La extracción con CO2 supercrítico está plenamente implantada a escala comercial en la obtención del
lúpulo para la elaboración de cerveza, la obtención de aromas y sabores de especias y hierbas aromáticas, y café y té sin cafeína. Además, varios procesos se encuentran en fase de expansión, como son la obtención de bebidas sin alcohol, productos animales sin colesterol y aceites de semillas.

Fundamentos de la extracción con fluidos supercríticos

La extracción con fluidos supercríticos es una técnica de separación de sustancias disueltas o incluidas
dentro de una matriz, basada fundamentalmente en la capacidad que tienen determinados fluidos en estado supercrítico (FSC) de modificar su poder disolvente.
El poder disolvente de los FSC puede ser elevado, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura aplicadas que permiten la disolución selectiva de sustancias determinadas en el FSC. Las sustancias seleccionadas se separan fácilmente del fluido supercrítico. La extracción se realiza sin cambios de fase, simplemente variando las condiciones de presión y/o temperatura de los FSC.

Los fluidos supercríticos. Condiciones de operación

Los fluidos supercríticos son líquidos o gases en condiciones ambientales, llevados a unas condiciones
operativas de presión elevada y temperatura moderada, por encima de su punto crítico. La propiedad más importante que presentan es su elevado poder disolvente en estado supercrítico.

Industria alimentaria. Tecnologías emergentes

Los tres estados de la materia están separados por líneas que representan los equilibrios sólido-líquido o de fusión, sólido-gas o de sublimación y líquido-gas o de
vaporización. También aparecen dos puntos característicos: el punto triple, donde coexisten los tres estados, y el punto crítico, al final de la curva de vaporización, caracterizado por una presión crítica,Pc, y una temperatura crítica, Tc.
En el punto crítico dejan de existir las fases líquida y gaseosa como tales y aparece una nueva fase, la
llamada fase supercrítica, donde el poder disolvente puede ser bajo o alto, sin que se produzca un cambio de fase, sólo realizando pequeñas variaciones de presión y temperatura.

Esquema representativo del diagrama de presión-temperatura de los estados de la materia

a) El poder disolvente de los FSC. La densidad
El poder disolvente de una sustancia pura depende, en gran parte, de su densidad.
La densidad de los FSC puede ser modificada de forma continua; por tanto, también lo puede ser su
poder disolvente, simplemente variando moderadamente la presión y/o la temperatura, dado que en el proceso no se producen cambios de fase.

b) Transferencia de materia. Viscosidad y difusividad
La transferencia de materia de los FSC es elevada, lo cual permite una extracción rápida y eficaz del extracto de su matriz. Ésta viene definida por dos propiedades, que son la viscosidad y la difusividad.