Экстракция – метод извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью растворителя. Для целенаправленного разделения используют селективные растворители (или экстрагенты). На первом этапе проводят смешивание смеси и экстрагента, затем разделение и на финальной стадии выделение экстрагированного вещества из экстракта. Нулевым этапом процесса экстракции можно считать грамотный выбор экстрагента, поскольку не всякий растворитель может быть удалён из целевого продукта легко и без остатка. Особенно критично данный вопрос возникает в пищевой, фармацевтической и косметической промышленностях – здесь очень высоки требования к составу и свойствам конечного продукта, поэтому химические растворители не подходят. На современных производствах и в лабораториях в таких случаях применяют CO₂-экстракцию (углекислотную экстракцию).
CO₂ экстракты
Данная технология позволяет получать продукт двух типов: селективные и цельные CO₂-экстракты.
Селективные — докритические экстракты, извлекаемые в условиях низкого давления и температуры. Характерная особенность таких составов: преимущественное содержание летучих растворимых компонентов и полное отсутствие тяжелых — смол, пигментов, парафинов. Продукт, полученный этим способом, напоминает результат паровой дистилляции, но с более широкой возможностью таргетирования фракций.
Для цельных сверхкритических CO₂-экстрактов требуется высокое давление и температура. За счет присутствия тяжелых компонентов такие экстракты обладают более богатым составом и, как правило, имеют вязкую консистенцию, однако легко растворяются при контакте с эфирами и легком нагреве.
CO₂-экстракты заметно выделяются среди прочих базовых ингредиентов, используемых в косметической и пищевой промышленности благодаря экологичности и универсальности процесса.
Технология CO₂-экстракции
Диоксид углерода (углекислый газ CO₂) при нормальных условиях находится в газообразном состоянии. Это бесцветный газ, не имеющий вкуса и запаха, что делает его идеальным экстрагентом для биологических субстанций. Процесс экстракции при помощи CO₂ можно разделить на следующие этапы:
- 1) измельчения твёрдого сырья для увеличения площади взаимодействия диоксида углерода с веществом;
- 2) заполнение углекислым газом экстрактора с твёрдым измельчённым сырьём;
- 3) экстрагирование при достижении необходимого давления и температуры;
- 4) удаление углекислого газа из жидкого экстракта (давление снижается и углекислый газ переходит в газообразное состояние).
За счёт чего реализуется экстракция? Рассмотрим фазовую диаграмму CO₂ (рис.1.):
Рис.1. Фазовая диаграмма CO₂.
На данном графике отражена зависимость агрегатного состояния вещества от температуры и давления. Так можно заметить, что при давлении 7,38 Мпа и температуре 31°С отмечена критическая точка. Это точка перехода CO₂ в сверхкритическое (флюидное) состояние, в таком состояние исчезает различие между жидкой и газовой фазами. Но из диаграммы можно также отметить, что при давлениях и температурах ниже критической точки CO₂ может существовать в жидком виде, что позволяет реализовать роль экстрагента.
Докритическая и сверхкритическая CO₂ экстракция
Таким образом, различают два вида экстракции диоксидом углерода: докритическую и сверхкритическую экстракции. Для удобства восприятия информации представим сравнительную таблицу 1:
Таблица 1. Сравнительная характеристика докритической экстракции и сверхкритической экстракции.
|
Докритическая CO₂-экстракция |
Сверхкритическая CO₂-экстракция |
|
Растворитель (экстрагент) – диоксид углерода, неполярный растворитель |
|
|
Сжиженный CO₂ - жидкость |
Сжиженный CO₂ – флюид (лучше как растворитель, может извлекать любые неполярные соединения с большой молекулярной массой) |
|
Медленный процесс |
Быстрый процесс |
|
Более чистый продукт |
Продукт может быть загрязнён высокомолекулярными соединениями (парафины) |
|
Продукт не подвержен повреждению |
Продукт может быть повреждён |
|
Неглубокая матрица извлечения |
Глубокая матрица извлечения |
|
Ограниченная возможность таргетирования выхода |
Широкая возможность таргетирования выхода |
|
Ограниченная возможность фракционирования |
Широкая возможность фракционирования |
Флюид позволяет извлечь больше соединений с большой молекулярной массой, но обычно такой задачи нет, поэтому с извлечением большинства веществ справляется жидкий диоксид углерода. А вот вещества с молекулярной массой свыше 2000 дальтон, как правило, побочные продукты, загрязняющие сырьё: воск, парафины. Также чрезмерно высокое давление и температура оказывают разрушающее действие на вещество. Зато процесс протекает быстро, что, с коммерческой точки зрения, выгодно. А широкий диапазон давления и температуры позволяют реализовать более широкие пределы для таргетирования и фракционирования экстрактов (получаем именно то, что надо, и можем разделить на фракции).
Подводя итоги теоретической части, мы можем говорить о том, что сверхкритическая экстракция – специализированный инструмент для конкретной цели и задачи, а докритическая экстракция – универсальное средство для экологичного экстрагирования.
CO2 экстракторы от компании Мида
Предлагаем углекислотные экстракторы собственного производства под заказ на выгодных условиях. Обеспечиваем доставку удобными вам транспортными компаниями по всей России, Беларуси, Казахстану. Гарантия - 12 месяцев.
Чтобы заказать экстрактор или получить исчерпывающую консультацию специалиста по всему модельному ряду техники, обращайтесь по телефону +7 (495) 145-06-01, электронной почте info@mida.ru или через форму заявки.
Перейти в разделы каталога
CO2 экстракторы
