Süper kritik akışkan ekstraksiyon

Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon Türleri

Süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SFE), aynı prensibe dayalı bazı modifikasyonlarla çeşitli ekstraksiyon işlemlerinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Aşağıdaki tablo, en yaygın süperkritik ekstraksiyon türlerini özetlemektedir.

• Kosisolvan Ekstraksiyonu: Kosisolvan ekstraksiyonunda, ekstraksiyon verimini artırmak için birincil bir çözücü, ikincil bir çözücü ile karıştırılır. İkincil çözücü veya kosisolvan, hedef bileşene bağlı olarak polar veya apolar olabilir. Süperkritik çözücüde kosisolvanın bulunması, özelliklerini değiştirerek daha geniş bir bileşik yelpazesinin çözünürlüğünü artırır. Örneğin, süperkritik karbondioksit ekstraksiyonuna etanolun kosisolvan olarak eklenmesi, bitkilerden fenolik bileşiklerin ekstraksiyonunu artırabilir.
• Süperkritik Akışkan-Akışkan Ekstraksiyonu: Bu teknik, süperkritik akışkanlar kullanılarak sıvı matrislerden (su çözeltileri veya organik çözeltiler gibi) bileşiklerin ayrılmasına yardımcı olur. Yöntem, akışkanı süperkritik forma dönüştürmek için yüksek sıcaklık ve basınç uygulayarak, hedef bileşikleri çıkarmak için etkili bir çözücü görevi görür. Süperkritik akışkan-katı ekstraksiyonu, ekstrakte edilecek matrisin doğası bakımından farklılık gösterir. Örneğin, CO2, bitki materyallerinden esansiyel yağları çıkarmak için bir akışkan-akışkan ekstraktörü kullanılarak kullanılmıştır.
• Süperkritik Akışkan-Katı Ekstraksiyonu: Bitkiler, tohumlar ve mantarlar gibi katı maddelerden çözünebilirlerin süperkritik akışkanları çözücü olarak kullanarak ekstraksiyonunu ifade eder. Bileşikleri çıkarma yöntemlerinden biri, katı malzeme ve süperkritik akışkanın zıt yönlerde olduğu ve ekstraktın verimini artırdığı "ters akım ekstraksiyonu" olarak adlandırılır. Soxhlet benzeri ekstraksiyon, süperkritik ekstraksiyon çözücüsünün tekrarlanan buharlaşma ve yoğunlaşma döngüsünü gösteren bir başka tekniktir, bu da yoğunlaştıktan sonra ekstraksiyon kabına geri döner.
• Ardışık Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu: Süperkritik akışkan ekstraksiyonunun aşamalı bir şekilde gerçekleştirildiği çok daha basit bir şekilde çalışır. İşlemde farklı çözücüler, değişen sıcaklıklar ve basınçlar kullanılabilir, bu da çözücünün özelliklerini manipüle edebilir. Örneğin, farklı sıcaklıklarda CO2 çıkarılarak çeşitli kannabinoid terpenleri elde edilebilir. Bitkilerden esansiyel yağ ekstraksiyonu sırasında sıcaklık ve basıncın değiştirilmesiyle bazı polifenoller de elde edilebilir.

Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonunun Bakımı ve Özellikleri

• Kontrol:

  SFME makinasının düzenli görsel olarak incelenmesi, gevşek bağlantılar, aşınmış parçalar veya sızıntılar gibi olası sorunları belirlemek için çok önemlidir. Ayrıca basınç göstergeleri, valfler ve hortumlar, aşınma ve yıpranma veya hasar belirtileri açısından kontrol edilmelidir.

• Temizlik:

  Ekstraksiyon kabını ve çözücü hatlarını, performansı bozabilecek katı kalıntı veya birikimden arındırmak çok önemlidir. Bu nedenle, her partiden sonra operatörler, kalan materyalleri temizlemek için uygun bir çözücü kullanarak sistemi boşaltmalıdır. Ekstraksiyon kabını ve çözücü hatlarını periyodik olarak derinlemesine temizlemek, optimal ekstraksiyon verimliliğinin korunmasına ve farklı ekstraktlar arasında çapraz kontaminasyonun önlenmesine yardımcı olur.

• Yağlama:

  Bazı hareketli parçaların yağlanması veya greslenmesi gerekebilir, çünkü bu kirletici maddeleri çekebilir; ancak yağlama gerektiren parçalar tanımlanmalı ve önerilen yağlayıcı ile yağlanmalıdır.

• Kalibrasyon:

  Ekstraksiyon işlemi boyunca sıcaklık, basınç ve akış hızlarını izlemek için kullanılan cihazların, doğru okumaların sağlanması için düzenli olarak kalibre edilmesi gerekir. Doğru kalibrasyon, makinanın en iyi şekilde çalışmasını sağlayarak, ekstraktların kalitesinin tekrarlanabilirliğini ve tutarlılığını artırır.

• Bakım:

  Contalar, conta ve filtreler gibi periyodik olarak değiştirilmesi gereken bileşenler tanımlanmalı ve üreticinin tavsiyelerine göre değiştirilmelidir. Ayrıca, gelecekteki referans ve takip amaçlı olarak, SFE makinasının bakımı ve bakımıyla ilgili tüm etkinlikleri detaylandıran bir bakım kaydı oluşturmak da önemlidir.

Uygulama Senaryoları

Ar-Ge aşamasında süperkritik ekstraksiyonun gerçekleştirilmesi, kalite kontrolü ve güvencesi için çok önemlidir, bu nedenle birçok gıda ve içecek, kozmetik ve ilaç şirketi halihazırda test modelleri kullanmaktadır. Bunları, büyük ölçekli endüstriyel bir temelde kullanılmadan önce işlemi doğrulamak için kullanırlar. Diğer daha küçük enstrümantal modeller, belirli alanlarda daha uzmanlaşmış uygulamalara sahiptir.

İşte süperkritik ekstraksiyonun özellikle uygulandığı bazı uygulama senaryosu örnekleri:

• İlaç Endüstrisi:

  İlaç Endüstrisinde SCFE, tıbbi bitkileri saflaştırmak için kullanılır. Ayrıca, alkaloidler, flavonoidler ve karotenoidler gibi değerli biyoaktif bileşikleri çıkarmak için kullanılır. Bunlar daha sonra nutrasötikler ve diyet takviyeleri için uygulanır.

• Gıda ve İçecek Endüstrisi:

  Hem alkollü hem de alkolsüz gıda ve içecek oyunuyla ilgili endüstriler, SCFE'yi esansiyel yağlar ve aroma bileşikleri çıkarmak için kullanmaktadır. Bu, esansiyel yağları kahveden kafein ekstraksiyonunu optimize etmek için kullanan içecek endüstrisini içerir. Özellikle, kafeinsiz kahve şirketleri, kafeini çıkarmak için SCFE'yi kullanmaktadır.

• Aroma ve Koku Endüstrisi:

  SCFE tekniği, Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon yöntemi ile otlar ve baharatlardan aroma ve koku çıkarmak için kullanılan temel teknolojidir. Tahrip edici olmayan ekstraksiyon işlemi, ham maddelerin karakteristik koku bileşiklerinin tam olarak geri kazanılmasını sağlayarak, parfüm üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Biyodizel Üretimi Endüstrisi:

  SCFE, biyodizel üretimi için hammadde olarak alglerden ve diğer biyokütleden lipitleri (yağları) çıkarmak için kullanılabilir. Çıkarılan yağlar daha sonra sürdürülebilir enerji çözümlerine katkıda bulunmak için biyodizele dönüştürülebilir.

• Esansiyel Yağ Geri Kazanımı:

  Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonunda bitkilerden esansiyel yağlar geri kazanılır. Bu yağlar, aromaterapi, kozmetik ve kişisel bakım ürünlerinde, ayrıca gıda ve içecek uygulamalarında kullanılan değerli bileşenlerdir.

• Çevresel İzleme:

  SCFE, gaz kromatografisi ve kütle spektrometrisi analizi için hava, su ve toprak örneklerinden kirleticileri ve kontaminantları çıkarmak için çevresel izleme uygulamalarında kullanılır.

• Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu:

  Çözücü olarak süperkritik karbondioksit kullanan SCFE popülerdir. CO2, gıda uygulamaları için güvenlidir ve düşük toksisiteye sahiptir, bu da onu gıda ürünlerinden bileşikleri çıkarmak için ideal bir çözücü yapar.

Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon Makinesi Nasıl Seçilir?

Bir SFE cihazı arayan endüstriyel alıcılar, belirli uygulama ihtiyaçlarına en uygun olanları bulmak için belirli faktörleri önceliklendirmelidir. Ayarlanabilir parametrelere sahip modellerin yüksek talebi, alıcı tercihleri olarak ortaya çıkmıştır.

Endüstriyel alıcılar, maddeleri seçmeli ve kimyasal bileşimlerini SFE ekstraksiyon işlemi ile uyumlu bir şekilde analiz etmelidir. Malzemenin çözünürlük özellikleri, partikül boyutu ve nem içeriği gibi bazı faktörler dikkate alınmalıdır. Sadece başarılı ekstraksiyondan geçebilecek malzemeler seçilecek, bu da daha sonra uygun işleme koşullarının belirlenmesi için çok önemlidir.

Alıcılar, ekstraksiyon çözücüsünün süperkritik akışkan ekstraksiyon ekipmanı tarafından manipüle edilebildiğinden emin olmalıdır. Örneğin, klorofili çözme yeteneği nedeniyle alkol, bitki bazlı ürünler için ideal bir çözücüdür. Müşterilerin yeşil ve temiz ürünlere olan talebi, birçok alıcının daha az çevresel zarar veren ve ekstraksiyon boru hattında daha aşağıda bulunan çözücüler seçmesine yol açmıştır.

Hangi makineyi satın alacağınıza karar verirken ekstraksiyon verimi ve kalitesi çok önemlidir. Piyasadaki hangi modellerin yüksek bir ürün kalitesini korurken yüksek ekstraksiyon verimleri sağlayacak belirli özelliklere sahip olduğunu belirlemek için çalışmalar yapılmalıdır.

Belirli bir ekstraksiyon türü için makinelerini özelleştirmeyi amaçlayan alıcılar, parametre ayarlama yeteneğini tercih eder. Sıcaklık ve basınç gibi parametreler, farklı ekstraksiyon verimliliğine ulaşmada esneklik sağlamak için ayarlanabilir olmalıdır.

Bakım maliyetleri, ekstraksiyon makinasının son fiyatında dikkate alınmalıdır. Ekstraktörü oluşturmak için kullanılan malzemeler, makinanın toplam maliyetini ve bakımını etkileyecektir. Daha düşük maliyetli malzemeden yapılmış makineler, kırılganlıkları veya zorlu çalışma koşullarına dayanma yetenekleri olmadıkları için daha yüksek bir değiştirme veya onarım maliyetine sahip olabilir.

Ekstraksiyon makinasının uygun sertifikaya sahip olduğundan ve ilgili standartlara uyumu sağlamak için sıkı testlerden geçtiğinden emin olun. Makinenin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak için uygun kalite yönetim sistemlerinin yerinde olması gerekir.

Yukarıdaki tüm faktörleri değerlendirdikten sonra, satın alınacak ekstraksiyon makinesi için bir bütçe belirleyin. Performansını ve özelliklerini aynı fiyat aralığındaki diğerleriyle karşılaştırın ve bütçeye göre belirlenen ekstraksiyon yeteneğine sahip olanı seçin.

Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu SSS

S1: Piyasada SFE'nin trendleri nelerdir?

C1: Küresel süperkritik akışkan ekstraksiyon pazarının, gıda ve içecek endüstrisinde, ilaç endüstrisinde, kozmetik endüstrisinde ve diğerlerinde artan uygulamalar nedeniyle önümüzdeki yıllarda önemli bir büyüme görmesi bekleniyor. Ayrıca, küresel pazar, çeşitli endüstrilerde temiz ekstraksiyon yöntemlerine olan taleple, ayrıca yüksek kaliteli rafine ürünlere doğru eğilim, süperkritik akışkan ekstraksiyon ekipmanına olan talebi artırması bekleniyor.

S2: Süperkritik ekstraksiyonun faydaları nelerdir?

C2: Süperkritik akışkan ekstraksiyonu, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine göre çeşitli avantajlar sunar. Çevre dostudur, seçici, hızlı, toksik olmayan ve verimlidir. Süperkritik akışkan ekstraksiyonu, çözücü atığını azaltır ve geleneksel çözücü bazlı ekstraksiyonlara göre daha düşük çevresel etkiye sahiptir. Yöntem, minimum çözücü miktarı kullanır, tehlikeli atığı azaltır. SFE, sıcaklık ve basıncı ayarlayarak belirli bileşikleri seçici bir şekilde çıkarabilir, bu da geleneksel yöntemlerden daha verimlidir. Günler veya haftalar yerine saatler süren hızlı bir ekstraksiyon yöntemidir ve sürekli akışlı işlem, ekstraksiyonlarda harcanan süreyi en aza indirir. SFE, çözücü olarak gazlar kullandığı için birçok sıvı çözücüye göre daha güvenli ve daha az yanıcıdır.

S3: Süperkritik ekstraksiyonun ana uygulamaları nelerdir?

C3: Süperkritik ekstraksiyon, ilaç endüstrisinde ilaç geri kazanımı, ayrıştırma, saflaştırma ve gıda endüstrisinde esansiyel yağ ekstraksiyonu için esas olarak uygulanmaktadır. Ayrıca aroma bileşikleri sağlar, sentetik ve doğal renkleri analiz eder ve kimya endüstrisinden kimyasallar çıkarır. Ayrıca, süperkritik ekstraksiyon, buzdolabı gazlarını kirliliklerden ayırabilir, azot gazını geri kazanabilir ve saflaştırabilir ve havadan uçucu organik bileşikleri çıkarabilir.