Negli ultimi anni, la ricerca scientifica e il mondo industriale hanno mostrato un crescente interesse nei confronti dei solventi estraenti, i fluidi estrattivi in generale e le innovazioni tecnologiche che permettono di rimpiazzare i solventi organici, comunemente impiegati nei tradizionali processi di estrazione di soluti da matrici vegetali, garantendo maggiori vantaggi come vedremo in questo articolo.
Anidride Carbonica Supercritica
I fluidi supercritici, per le loro proprietà chimico-fisiche, possono essere definiti come “gas molto densi”. Si possono diffondere, infatti, all’interno delle matrici solide come gas ma, allo stesso tempo, presentano un potere solvente simile a quello dei liquidi, grazie all’elevata densità.
Nella maggior parte delle applicazioni, la scelta del solvente estraente ricade sull’anidride carbonica (CO2) supercritica, perché presenta diversi vantaggi:
- non è tossica;
- non è infiammabile;
- è inodore e insapore;
- è inerte;
- è disponibile ad elevata purezza
- ha un costo relativamente basso.
Inoltre, è possibile ridurne l’impatto ambientale, se adoperata all’interno di un sistema chiuso; è adatta a processi in cui sono coinvolti composti termolabili, essendo la sua temperatura critica prossima a quella ambiente e può essere utilizzata con composti facilmente ossidabili, essendo una specie non ossidante.
È, infine, un fluido riconosciuto come GRAS (Generally Recognized as Safe) da FDA (Food and Drug Administration) ed EFSA (European Food Safety Authority).
Lo svantaggio principale è rappresentato dalla sua natura non polare. Risulta, quindi, poco selettiva nei confronti di composti idrofili, ma ciò si può risolvere impiegando, in piccole percentuali, co-solventi polari, quali metanolo ed etanolo.
Applicazioni dei fluidi supercritici
Quali possono essere le applicazioni dei fluidi supercritici su scala industriale?
Alcune sono:
- estrazione di oli da matrici vegetali (semi, frutti, foglie e fiori);
- raffinazione e frazionamento degli oli;
- produzione di estratti di luppolo per l’industria della birra;
- decaffeinizzazione del tè e del caffè;
- produzione di bevande analcoliche;
- estrazione di spezie per l’industria alimentare e di sostanze naturali per l’industria farmaceutica e cosmetica.
Idrofluorocarburi come solventi estraenti
Altri solventi estraenti, che negli ultimi anni stanno trovando largo impiego nell’industria, sono alcuni fluidi refrigeranti, gli idrofluorocarburi, posti in condizioni subcritiche.
Questi hanno un effetto nullo sullo strato di ozono e, pur essendo caratterizzati da un valore del Global Warming Potential (GWP) molto elevato, possono essere considerati solventi totalmente eco-friendly, quando adoperati in sistemi chiusi senza alcuna emissione in atmosfera.
Inoltre, come la CO2 supercritica, non sono tossici, né esplosivi o infiammabili e sono reperibili a costi contenuti.
Infine, per le loro proprietà chimico-fisiche, gli idrofluorocarburi presentano un comportamento molto simile a quello dei fluidi supercritici pur operando in condizioni molto più blande di temperatura e pressione.
Possono, pertanto, essere utilizzati in modo vantaggioso anche in condizioni subcritiche, mantenendo inalterati tutti gli aspetti positivi del processo supercritico ma, al tempo stesso, consentendo di ridurre il capitale di investimento iniziale e i costi di esercizio.
Gli idrofluorocarburi possiedono una certa affinità con l’acqua, consentendo il trattamento di matrici umide, e riducendo, quindi, i costi di essiccazione preventiva della matrice, talvolta necessaria a monte di tutti i processi di estrazione tradizionali e no.
Per questa ragione, favoriscono anche il recupero di composti di natura polare, senza l’impiego di co-solventi di natura organica.
Conclusioni
Nel corso degli anni, l’esperienza e le conoscenze acquisite nel settore in progetti con partner e clienti nazionali ed internazionali, ci hanno consentito di utilizzare i solventi estraenti più pertinenti alle esigenze del cliente. Non sempre, infatti, un solvente può adattarsi ad ogni situazione e, a volte, una scelta errata può portare gravi danni all’azienda (economici e sui prodotti finali).
Se desideri approfondire l’argomento e scoprire come poter utilizzare i solventi nei tuoi processi industriali puoi contattarci.
