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Process for extracting natural products by means of supercritical fluids

Introducción

La presente invención se refiere a un procedimiento para extraer productos orgánicos a partir de matrices vegetales, animales o minerales mediante una extracción a alta presión utilizando disolventes líquidos convencionales y en presencia de pequeñas cantidades de fluidos supercríticos, especialmente CO2.

Descripción

El procedimiento objeto de la presente invención contempla la maceración del producto sólido en un disolvente convencional (preferiblemente etanol y/o agua, aunque también se pueden utilizar otros disolventes) con una proporción más bien escasa de CO2 o cualquier otro fluido supercrítico a altas presiones entre 50 y 500 bar. Durante esta maceración, el producto de interés es extraído rápidamente debido a la presión y temperatura superiores a las críticas del fluido supercrítico las que, por una parte, aumentan la penetrabilidad del fluido supercrítico (FSC) ya que hacen aumentar su difusividad y disminuir su viscosidad. Este aumento de difusividad y disminución de viscosidad facilita significativamente la movilidad del FSC por el interior de las células y acorta sensiblemente el tiempo de contacto necesario para conseguir rendimientos de extracción similares a los procedimientos convencionales como la extracción soxhlet, destilación por arrastre con vapor, extracción sólido-líquido, etc. Cuando el producto activo es muy soluble en el disolvente convencional, se pone en marcha un mecanismo muy favorable a los rendimientos cuantitativo y horario de la extracción, consistente en que el producto extraído por el FSC se solvata rápidamente con el disolvente convencional, estableciéndose el equilibrio entre soluto-FSC-disolvente convencional que permite realizar la extracción en todo momento con los mismos niveles de eficacia y rendimiento que cuando se inicia el proceso. De esta manera se consigue la transferencia de materia desde las células al disolvente convencional utilizando una fase intermedia formada por el FSC.

Ventajas

La utilización de disolventes líquidos a alta presión mezclados con pequeñas proporciones de FSC y especialmente CO2 permite la extracción de sustancias de una forma mucho más rápida que en las extracciones convencionales y que en otras patentes de extracción existentes hasta el momento. Este procedimiento aprovecha por una parte la elevada capacidad de disolución que tienen los disolventes líquidos, y por otra, la elevada difusión y baja viscosidad de los fluidos supercríticos y especialmente del CO2. De esta forma se consigue un proceso de extracción cinéticamente rápido, económicamente interesante y en atmósfera que evita oxidaciones.

Además, desde el punto de vista energético, los requerimientos caloríficos del proceso extractivo en sí son mínimos ya que las temperaturas de operación son ligeramente superiores a la temperatura ambiente. Como consecuencia de estas bajas temperaturas, no se deterioran los compuestos termolábiles y se pueden extraer compuestos no volátiles. De la misma manera, al utilizar relaciones de disolvente por unidad de masa de materia prima pequeñas, los costes de compresión del disolvente son mínimos.

Mediante este procedimiento se consiguen velocidades de extracción elevadas, por lo que se minimiza el tiempo de extracción, disminuye la relación disolvente/alimento, reduciéndose así los costes de bombeo, el consumo de disolvente y los costes para la recuperación posterior del mismo. Al presentar cinéticas de extracción rápidas, disminuye el volumen del extractor para una producción determinada, o bien, aumenta la producción para un determinado volumen de extracción.
El extracto obtenido de esta manera supone una recuperación o rendimiento de la operación que en todo caso es idéntico al obtenido por otros métodos supercríticos, o bien, siendo éste el caso más frecuente, es superior en cantidad a la vez que proporciona un producto de mayor calidad o pureza. En cifras absolutas, el rendimiento llega a ser del 98 % en los casos más favorables.
 

Aplicación

Este tipo de extracciones se pueden aplicar a la extracción de aceites esenciales, colorantes, alcaloides, lípidos, aceites, ceras, proteínas, ácidos grasos, aromas, especias, isoprenoides, esteroides, carotenos, principios activos farmacéuticos, recuperación de adsorbatos o regeneración de adsorbentes, etc. presentes en, o provenientes de, matrices biológicas como la piel de naranja, el pimentón, el hollejo de uva, plantas medicinales, café, té, semillas, zanahoria, vísceras de pescado, tierras de adsorción, etc.



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