Influencia de los parámetros de operación y de la condición del sólido en el proceso de extracción con Co2 supercríticoaplicación en el desarrollo de procesos sostenibles de interés comercial

Abstract

Un componente puro está en estado supercrítico si su temperatura y presión son mayores que los valores críticos. El fluido supercrítico más empleado es el CO2ya que su punto crítico es fácilmente alcanzable (31,1 C y 7,4 MPa), está disponible, no es tóxico ni reactivo y es barato. En esta fase, se vuelve apolar y permite extraer componentes orgánicos de matrices sólidas con facilidad. En un proceso de extracción supercrítica se hace pasar una corriente de CO2, a través de un extractor. A su paso por el lecho y en función de las condiciones de extracción, el CO2 se carga selectivamente de los compuestos más solubles. Entre las aplicaciones de mayor interés, están las destinadas a la obtención de extractos como antioxidantes, esteroles, aromas, colorantes, etc., tanto de residuos vegetales. En este trabajo se estudió la extracción con CO2 de varias matrices y se discutieron los fenómenos que afectaron al acceso del CO2 al sólido, a la disolución del soluto y a su eliminación. Se investigó el efecto de los parámetros de operación y la condición inicial del sólido. Se estudió la extracción de lípidos neutros de microalgas. En este caso, el producto de interés era el extracto. Después se estudió la eliminación de aceite lubricante de contactos metálicos y de 2,3,4-tricloroanisol (TCA) de gránulos de corcho. En ambos casos, el producto de interés era el sólido agotado. En los tres ejemplos, el aumento de la presión mejoró la velocidad y rendimiento de la extracción, al aumentar la densidad del disolvente. La temperatura tuvo efectos contrarios dependiendo de cada caso. Su aumento favoreció la extracción tanto en la eliminación de aceite lubricante como en el de la extracción de aceite de microalga, a pesar de causar una reducción en la densidad del CO2. Además, se favoreció la desorción del lubricante fuertemente adherido a la superficie metálica y se facilitó la rotura de la pared celular favoreciendo el acceso y la extracción. El incremento del caudal favoreció la velocidad de extracción. Sin embargo, hubo un óptimo para cada caso porque a velocidad excesiva se redujo el tiempo de residencia en el extractor impidiendo que el CO2 se cargase en el soluto. Así, cuando el soluto era difícilmente accesible (TCA en corcho), el caudal óptimo fue bajo. Por último, en relación con la condición del sólido, se demostró el importantísimo impacto de la humedad inicial. Contrariamente, un defecto de agua encogió la estructura y dificultó la extracción. Además, dado que originalmente las microalgas se cultivan en caldo y el secado es una operación muy costosa energéticamente, hubo que optimizar el grado de humedad y combinarlo con técnicas de apertura celular, resultando más adecuadas la aplicación de ultrasonidos y microondas.