Extracción con Fluidos Supercríticos

Study Notes

Objetivo: Extraer compuestos de matrices líquidas o sólidas usando fluidos supercríticos como agente extractante.
Ventajas:
- Selectividad: La presión y temperatura modifican la capacidad de solvatación del fluido, permitiendo la extracción de varios tipos de compuestos sin cambiar el disolvente. Esto es diferente de los métodos tradicionales con líquidos.
- Rapidez: La menor viscosidad y tensión superficial de los fluidos supercríticos permiten una penetración más rápida en las matrices sólidas, y una mayor difusividad.
- Tecnología verde: El dióxido de carbono (CO2) es respetuoso con el medio ambiente, por lo que es un proceso alternativo más sostenible.
- Termofusible: Permite extraer compuestos termolábiles sin calentarlos excesivamente a temperatura relativamente baja (31°C)
- Ahorro de disolventes: Reduce la necesidad de disolventes orgánicos.
- Alta recuperación: Permite recuperaciones significativas de los compuestos objetivo.
- Diversidad de muestras: Permite extraer tanto muestras sólidas como líquidas.

Desorción-difusión: El soluto se desplaza hacia la superficie del sólido, proceso que puede ser lento o rápido dependiendo de la interacción.
Disolución-elución: El compuesto disuelto en el fluido supercrítico se desplaza fuera de los poros y se eluyen, empleando una columna como estructura de soporte.

Las curvas muestran el porcentaje de extracción en función del tiempo.
Los diferentes tipos de curvas reflejan la influencia de factores como la solubilidad y la difusión.

Posición del analito en la matriz: La localización del analito en la matriz afecta la tasa de extracción (adsorbidos en estructuras celulares o polímeros).
Tamaño de partícula y porosidad: Matriz con mayor superficie y porosidad, facilitan el contacto entre el fluido y el analito.
Solubilidad en el fluido supercrítico: Depende de la temperatura, presión, y presencia de modificadores orgánicos. Factores ambientales como la presión afectan la solubilidad (al aumentar la presión, se incrementa la densidad y la solubilidad).

Presión umbral: Presión mínima para iniciar la solubilidad.
Presión máxima de solubilidad: Presión de máxima solubilidad, se encuentra como una pendiente significativa

Estática: Se carga la celda y se bombea el CO2 a un flujo determinado, manteniendo la presión; luego, se abre el restrictor y se recoge el extracto.
Dinámica: Flujo continuo de CO2 por la celda para un proceso controlable por la solubilidad de los compuestos; no hay un tiempo de contacto extractante-sólido.

Bala CO2: Contiene una sonda para controlar la temperatura y presión del CO2 líquido.
Celda de extracción: Recipiente de acero resistente a altas presiones en la que se coloca el material de extracción.
Restrictor: Dispositivo para controlar la presión y / o flujo en la extracción, manual o automático.
Modificador orgánico: Se usa para aumentar la solubilidad y selectividad

Precipitación: El analito precipita cuando el CO2 pasa a gas, se queda adherido a las paredes del recipiente y se recupera.
Elución: En soportes sólidos activos, los analitos se retienen y deben liberarse con disolventes adecuados.

Alimentos: Eliminación de componentes, extracción de aromas, extracción de compuestos con actividad biológica, purificación de aceites.
Farmacéutica: Extracción de principios activos, purificación de proteínas.
Productos naturales: Extracción de fitosteroles, vitaminas, antioxidantes, concentraciones de ingredientes activos.
Cosmética: Extracción de fragancias.