Aplicaciones de la extracción con fluidos supercríticos
La cafeína contenida en el café es perjudicial para el cuerpo humano, por lo que hay que eliminarla del café. El método tradicional en la industria es utilizar dicloroetano para extraer, pero el dicloroetano no solo extrae la cafeína, sino que también extrae sustancias aromáticas del café. El dicloroetano residual es difícil de eliminar, lo que afecta la calidad del café. La tecnología especial de extracción supercrítica de cafeína a partir de granos de café con dióxido de carbono, desarrollada por el Dr. Zesst del Instituto de Investigación del Carbón Max-plank en Alemania Occidental, ha sido industrializada por la West German Hag Company y ha sido ampliamente adoptada por países de todo el mundo. La mayor ventaja de esta tecnología es que reemplaza trazas de solventes de hidrocarburos halogenados en productos que aún son dañinos para el cuerpo humano. El contenido de cafeína se puede reducir de aproximadamente 1 a 0,02. La buena selectividad del CO2 puede retener las sustancias aromáticas. café.
La empresa estadounidense ADL ha desarrollado recientemente un método para extraer alcohol mediante tecnología SCFE. También ha desarrollado una tecnología para eliminar el exceso de grasa de la comida rápida grasosa sin perder su color, sabor y estructura interna originales, y Patente. solicitado. El profesor Stahl de la Universidad del Sarre en Alemania Occidental aisló con éxito ingredientes activos (como alcaloides, ingredientes aromáticos y oleosos) de muchas plantas medicinales utilizando el método SCFE.
En la producción de antibióticos, los métodos tradicionales suelen utilizar disolventes orgánicos como acetona y metanol, pero es difícil eliminar completamente el disolvente sin deteriorar el fármaco. Si se adoptan las reglas SCFE, los requisitos se pueden cumplir plenamente. La empresa estadounidense ADL extrae ingredientes eficaces para el tratamiento del cáncer de siete tipos de plantas y los pone realmente a disposición para uso clínico.
Muchos estudiosos creen que tomar aceite de pescado y ácidos grasos omega-3 es beneficioso para la salud. Estos lípidos también se pueden obtener del fitoplancton. Los lípidos obtenidos de esta manera no contienen colesterol. J.K. Polak et al. extrajeron con éxito lípidos de algas. La clorofila no se extraerá mediante CO2 supercrítico, eliminando el proceso de blanqueo de la extracción con disolventes tradicional.
Además, existen flavonoides de ginkgo extraídos de las hojas de ginkgo mediante el método SCFE, ácidos grasos poliinsaturados (DHA, EPA) extraídos de vísceras y huesos de pescado, aceite de espino amarillo extraído de semillas de espino amarillo y aceite de espino amarillo. extraída de semillas de espino amarillo. Lecitina extraída de yema de huevo, etc. Tiene un efecto curativo único sobre las enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares. El erudito japonés Gong et al. extrajeron ingredientes activos de plantas medicinales como Cnidium monnieri, Morus alba, regaliz, Lithospermum, cártamo y onagra. La extracción de principios activos de plantas medicinales comenzó hace cinco o seis años. Estados Unidos tiene una empresa supercrítica y Alemania tiene un equipo de extracción de CO2-SFE patentado. A finales de marzo de 1998, más de 60 expertos y académicos de más de 20 unidades de China continental y Hong Kong se reunieron en la Universidad de Xiamen para discutir la modernización de la medicina tradicional china, especialmente la tecnología de fluidos supercríticos. Dongyu Group lidera la fabricación de unidades supercríticas automatizadas a gran escala en China, realizando monitoreo remoto y gestión informática de unidades supercríticas y las ha instalado en Qingdao. Actualmente, Instituto Dalian de Física Química, Academia China de Ciencias, Universidad de Tecnología Química de Beijing, Universidad de Medicina Tradicional China de Beijing, etc. Tecnología SFE de dióxido de carbono desarrollada.
Basado en la práctica de investigación y desarrollo, se cree que la tecnología de extracción de fluidos supercríticos tiene un gran potencial y perspectivas considerables en la extracción y separación de la medicina tradicional china y la modernización de la medicina tradicional china.
a. Extracción de sabores y especias naturales
La extracción de especias mediante el método SCFE no solo puede extraer eficazmente ingredientes aromáticos, sino también mejorar la pureza del producto y mantener su fragancia natural, como la de osmanto, jazmín, crisantemo y ciruela. flor, orquídea, esencias florales se extraen de rosas, especias se extraen de pimienta, canela y menta, y aceites esenciales se extraen de semillas de apio, jengibre, semillas de nabo, hinojo, Amomum villosum, anís estrellado y comino. El lúpulo es un aditivo indispensable en la elaboración de cerveza y tiene un aroma, umami y sabor amargo únicos. El extracto de lúpulo producido con métodos tradicionales no contiene o solo contiene una pequeña cantidad de aceites esenciales, lo que destruye el sabor de la cerveza y los disolventes orgánicos residuales son perjudiciales para el cuerpo humano. La tecnología de extracción supercrítica abre amplias perspectivas para la producción de extractos de lúpulo. La empresa estadounidense SKW extrae aceite de lúpulo y ha creado una escala de producción.
B. Extracción de pigmentos naturales
En la actualidad, la demanda internacional de pigmentos naturales aumenta año tras año, utilizados principalmente en el procesamiento de alimentos, medicina y cosmética. Muchos países desarrollados han estipulado un período para no utilizar pigmentos sintéticos y es imperativo que China prohíba los pigmentos sintéticos. Los pigmentos producidos por el método solvente tienen poca pureza, olor y residuos de solvente, y no pueden satisfacer la demanda del mercado internacional de pigmentos de alta calidad. La tecnología de extracción supercrítica supera estas deficiencias. En la actualidad, la tecnología para extraer pigmentos naturales (pigmento rojo pimiento) por SCFE ha madurado y alcanzado el nivel avanzado internacional. En Estados Unidos también se utiliza tecnología supercrítica para preparar combustibles líquidos. Utilice tolueno como extractante, realice la extracción a Pc=100atm, Tc=400-440℃. Bajo la difusión de moléculas de solvente SCF, se promueve la descomposición térmica profunda de la materia orgánica del carbón y 1/3 de la materia orgánica se puede convertir en productos líquidos. Además, del carbón se pueden extraer productos químicos como el azufre. Recientemente, Estados Unidos desarrolló con éxito un nuevo proceso de fabricación de ácido acético que utiliza dióxido de carbono supercrítico como reactivo y extractante. Rusia y Alemania también utilizan el método SCFE para el desasfaltado. El análisis de residuos de pesticidas incluye pasos como la extracción, purificación, concentración y detección de muestras, entre las cuales la extracción, separación y purificación son eslabones clave en el análisis. En el análisis tradicional de residuos de pesticidas, la mayoría de las muestras se extraen con solventes orgánicos. El método de extracción con solvente tiene muchas desventajas: primero, es un desperdicio importante de solvente y contamina el medio ambiente; segundo, requiere mucho tiempo y el proceso de extracción y purificación es complicado; tercero, la tasa de extracción es baja; Actualmente, la extracción ultrasónica y la extracción Soxhlet figuran como los métodos de extracción preferidos para residuos de pesticidas en el mundo. Sin embargo, la mayor desventaja de estos dos métodos de extracción es el largo tiempo de procesamiento, lo que afecta su promoción y aplicación.
La tecnología de extracción con fluidos supercríticos tiene ventajas únicas en la extracción de residuos de pesticidas. Según la investigación de muchos académicos, las ventajas de un pretratamiento simple de la muestra, un tiempo de extracción corto, una alta eficiencia de extracción, una alta precisión de los resultados de la extracción y una buena reproducibilidad promoverán en gran medida su aplicación en el análisis de residuos de pesticidas. Para muestras con mayor contenido de humedad, simplemente agregue una cantidad adecuada de desecante durante el proceso de pretratamiento de la muestra y mezcle uniformemente para sustancias más polares, puede agregar una cierta cantidad de modificador o cambiar la proporción de fluido durante el proceso de extracción para lograr una extracción efectiva. . Generalmente, cada muestra tarda unos 40 minutos desde su preparación hasta su finalización, lo que acorta en gran medida el tiempo de extracción y es incomparable con la extracción con disolventes convencional, la extracción Soxhlet y la extracción ultrasónica. Estudios anteriores también han encontrado que la reproducibilidad y precisión de la extracción con fluidos supercríticos son muy superiores a otros métodos. Académicos relevantes utilizan la tecnología SFE para extraer residuos ligados a pesticidas. También se lograron resultados satisfactorios. Aunque la tecnología de extracción de fluidos supercríticos se ha convertido en un punto caliente en la investigación de residuos de pesticidas. Pero todavía existen algunas deficiencias. En primer lugar, los instrumentos costosos son el principal factor que restringe la popularización y aplicación de esta tecnología; en segundo lugar, los tubos limitadores de flujo de los instrumentos de uso común se bloquean fácilmente. Cuando el contenido de agua del producto experimental es demasiado alto o la viscosidad de ciertos componentes en la solución de extracción es demasiado alta o la capacidad de polimerización es fuerte, el tubo capilar a menudo se bloqueará. En casos severos, incluso el tubo limitador de flujo. ser desguazado, lo que limita la extracción de algunas muestras. En tercer lugar, dado que el fluido supercrítico comúnmente utilizado es dióxido de carbono menos polar, la extracción de sustancias más polares no es ideal, por lo que se requieren una gran cantidad de experimentos para determinar el tipo de fluido y la proporción de dos o más fluidos. al mismo tiempo, se requiere el uso de arrastradores para extraer con éxito las sustancias objetivo. Estas deficiencias son básicamente debilidades técnicas. Más fácil de mejorar. En la actualidad existen muchos fabricantes nacionales que pueden completar la fabricación de instrumentos de extracción supercrítica.
La tecnología SFE se combina cada vez más con diversos métodos y tiene un gran potencial en la investigación aplicada sobre residuos de pesticidas, especialmente en el análisis de residuos de pesticidas, y puede mejorar significativamente la eficiencia del análisis. Algunas personas han combinado SFE con instrumentos analíticos GC y MS para analizar pesticidas organofosforados y pesticidas carbamatos en tejidos animales, y han logrado buenos resultados. Después de la investigación realizada por Iancas, se cree que SFE combinado con cromatografía capilar electrocinética micelar puede lograr una extracción rápida y efectiva. Este método de análisis se convertirá en un nuevo método para el análisis de residuos de pesticidas.