AINIA / 16 Febrero 2011

Los Fluidos Supercríticos impulsan la industria alimentaria

 La demanda creciente de productos de alto valor añadido (que incorporen sustancias naturales, principios activos con valores nutritivos…) derivada de los nuevos hábitos sociales, junto a las mejoras en los procesos productivos y las exigencias legales, están obligando a los fabricantes a buscar nuevos procesos industriales para conseguir mejorar la calidad sin generar residuos, adaptando sus productos a las tendencias de consumo (elementos dietéticos, nutritivos, fármacos con propiedades añadidas, cosméticos con esencias naturales, alimentos sanos, productos biológicos …).

La extracción de principios fundamentales es utilizada principalmente para aportar aquella materia extraída de alto valor añadido (vitaminas, aceites esenciales, aditivos, aromas…) al producto o eliminar sustancias (cafeína, grasas, purificar suelos, pieles...). Los costes y la calidad del producto final se ajustarán en función de la técnica utilizada en el proceso de extracción o en su caso de purificación (eliminación de sustancias del producto como la cafeína, grasas, etc.).
 
La tecnología basada en fluidos supercríticos (sustancia que se encuentra en determinadas condiciones en un estado con propiedades intermedias entre líquido y gas) puede emplearse en multitud de operaciones básicas, pero ha experimentado un notable desarrollo como medio de reacción para la extracción y la purificación de sustancias de alto valor añadido.

Las aplicaciones de los Fluidos Supercríticos, por Gerd Brunner

Uno de los investigadores más importantes en materia de Fluidos Supercriticos (FSC), Gerd Brunner, ha publicado un artículo de revisión donde resume las principales aplicaciones de los fluidos supercríticos en la industria (“Applications of Supercritical Fluids” Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2010. 1:321–42.).

El autor señala, además de la extracción supercrítica, otras áreas de aplicación como la impregnación y la limpieza, la formación de partículas y recubrimientos, así como sistemas basados en reacciones químicas como la hidrogenación, gasificación de biomasa u oxidación en agua supercrítica, entre otras.

Este tipo de procesos se apoyan en las ventajas de los fluidos supercríticos como el dióxido de carbono supercrítico, entre las que destacan que son asequibles, inocuos y no tóxicos, por lo que su uso es sostenible, tiene poco impacto sobre el medio ambiente.


Entre las aplicaciones descritas en el artículo, Brunner señala algunas relacionadas con la extracción supercrítica como la obtención de aceite de sésamo o descontaminación de arroz ambas implantadas a nivel industrial. Entre los procesos no extractivos, se señalan procesos avanzados como la impregnación de materiales diversos (maderas, tejidos, etc.), la formación de partículas y encapsulados de tamaño controlado, o la oxidación en agua supercrítica para la eliminación de contaminantes. En la vanguardia se sitúan los tratamientos enfocados a la obtención de nuevos materiales, ya que los polímeros se pueden modificar con fluidos supercríticos y los coloides, emulsiones y materiales nanoestructurados muestran fenómenos muy interesantes cuando están en contacto con fluidos supercríticos, aspecto que podría explotarse en la industria.


Principales ventajas de los Fluidos Supercríticos
Esta técnica permite que el CO2 en estado supercrítico, gas totalmente inocuo que en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico se convierte en un disolvente muy potente, sirva como elemento separador eficaz totalmente limpio. Sus principales ventajas radican en la fácil separación de sustancias; las suaves temperaturas en el proceso que permite no dañar al producto; ser un elemento no inflamable, no corrosivo, no tóxico, no cancerígeno; su capacidad selectiva y la no generación de residuos.
 
Constituye una opción mucho más limpia y segura que los procesos convencionales, que permite preservar además los principios activos y características propias de las sustancias. Hasta ahora, en la mayoría de este tipo de procesos se hace uso de disolventes orgánicos muchos de ellos tóxicos, con los consiguientes problemas que esto genera por la presencia de residuos en los productos o la generación de vertidos en el proceso, lo que degenera en problemas para la salud y el medio ambiente.
 
Legislación sobre esta tecnología
Japón y EE.UU ya están incorporando en sus legislaciones normas que hacen referencia directa o indirecta a prohibiciones sobre el uso de ciertos disolventes orgánicos en los procesos de extracción y de purificación. Esta circunstancia ya está incidiendo de manera significativa en aquellas empresas españolas con vocación exportadora hacia dichos países.
 
Pese a su demanda creciente y utilización en otros países como EE.UU o Japón, en España todavía es una tecnología en gran medida desconocida por la industria y aquellas empresas que la utilizan contratan estos servicios en otros países ante la carencia de oferta tecnológica en fluidos supercríticos en nuestro país.
 
No obstante, la industria española en estos sectores está realizando importantes avances en esta dirección, ya que, por una parte, cada vez se conocen más los resultados negativos que determinados procesos industriales convencionales, y por otra, son más conscientes de la necesidad de dar respuesta a los requerimientos actuales de los consumidores y la legislación.
 
Experiencia en ainia

En ainia tenemos una gran experiencia en la aplicación de la tecnología de fluidos supercríticos, tanto en procesos extractivos como no extractivos como por ejemplo microencapsulación, impregnación, obtención o modificación de materiales, etc.

La variedad de aplicaciones para los fluidos supercríticos es inmensa. Hemos aplicado los fluidos supercríticos, por ejemplo, para la extracción de compuestos de interés, obteniendo extractos a partir de especias y plantas aromáticas, ácidos grasos de matrices vegetales y animales, fraccionamiento de líquidos, recuperación de aromas y mejora de las propiedades de productos alimentarios.

En cuanto a aplicaciones no extractivas tenemos experiencia en la eliminación de disolventes y desinfección o desinsectación de granos entre otras. Actualmente, estamos invirtiendo nuestros esfuerzos en investigaciones sobre la impregnación y la oxidación con agua supercrítica.

Para ello, contamos con plantas pilotos que integran varios equipos de diversos tamaños o tecnologías, desde el nivel laboratorio hasta el industrial, con la que realizamos desde desarrollos de procesos a medida, estudios de viabilidad técnico-económica hasta la producción de prototipos.

 

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