Modelado de fluido supercrítico

MODELADO DE LOS FLUIDOS SUPERCRÍTICOS MODELING OF SUPERCRITICAL FLUIDS
REINALDO VELASCO 1 Y HECTOR S. VILLADA1

PALABRAS CLAVE:
CO2 Supercrítico, modelado, extracción

RESUMEN
Se describen las ecuaciones matemáticas más empleadas en el modelado de procesos convencionales de extracción de diferentes principios activos, presentes en materias primas de la agroindustria. Se muestra su utilidaden la predicción de la solubilidad de estos principios activos en fluidos supercríticos, especialmente en el CO2 supercrítico.

KEYWORDS:
Supercritical CO 2 , modeling, extraction

ABSTRACT
The article describes the most used mathematics equations in modeling conventional processes of extraction of different active principles that are present in agroindustrial raw material. The mathematicsequation utility is shown in solubility prediction of these active principles in supercritics fluids, especially in supercritic CO2.

____________ Recibido para evaluación: Noviembre 16 de 2005. Aprobado para publicación: febrero 27 de 2006 1 Universidad del Cauca. Departamento de Agroindustria. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Calle 5 No. 4 -70. Popayán, Cauca, Colombia. Grupo deInvestigación, Aprovechamiento de Subproductos de Origen Agroindustrial (ASUBAGROIN). Vicerrectoria de Investigaciones (VRI).

Correspondencia: Reinaldo Velasco, e-mail: rvelasco@unicauca.edu.co

136

Facultad de Ciencias Agropecuarias Vol 4 No.1 Marzo 2006

INTRODUCCIÓN
La extracción con fluidos supercríticos (FSC) es una técnica que día a día viene ganando un espacio en las industrias de alimentosy la farmacéutica, porque los FSC no dejan residuos químicos, poseen un alto coeficiente de difusión y una viscosidad más baja que la de los líquidos; carecen de tensión superficial, lo cual aumenta el rendimiento de la operación de extracción, dada la rápida pene-tración de estos fluidos al interior de los poros de la matriz heterogénea y además, porque se puede manipular la selectividad durantela extracción, dada la variación de las diferentes condiciones de operación, temperatura y presión que afectan la solubilidad de varios componentes en el FSC (1, 2, 3, 4, 5). Se han utilizado diferentes FSC, para la extracción de un sinnúmero de compuestos a partir de matrices sólidas. Uno de los fluidos mas utilizados es el CO2 supercrítico (CO2 SC), debido a una serie de ventajas frente a otrassustancias, entre las cuales se menciona: no tóxico, no inflamable, no corrosivo (aunque sí lo son sus mezclas con agua), incoloro, no es costoso, se elimina fácilmente, sus condiciones críticas son relativamente fáciles de alcanzar y se consigue con diferentes grados de pureza, se puede trabajar a baja temperatura y por tanto, se pueden separar compuestos termolábiles, se puede obtener a partirde procesos de fermentación alcohólica y ayuda a prevenir la degradación térmica de ciertos componentes químicos del alimento cuando son extraídos (1, 2, 6). El CO2 SC tiene la capacidad de extraer ciertos compuestos químicos con el uso de determinados solventes específicos bajo la combinación de temperatura y presión (1, 7). Algunos fluidos supercríticos usados para la extracción de compuestosquímicos, con sus respectivos puntos críticos de temperatura (Tc), presión (Pc) y densidad se muestran en la Tabla 1. En el caso del dióxido de carbono (CO2), el punto crítico es a 31.06 0C y 73.86 bar. El problema con muchos de los fluidos que aparecen en el Tabla 1, en comparación con el CO2 es que hay ciertas dificultades en obtener solventes puros del fluido (7). El CO2 supercrítico también hasido usado en innumerables aplicaciones industriales que incluyen diferentes campos como: alimentos, agricultura, acuicultura, pesticidas, procesos microbianos, petroquímica y farmacéutica (1, 3, 4, 8).

Tabla 1. Propiedades críticas de los fluidos supercríticos
)OXLGR +LGUyJHQR 1HRQ 1LWUyJHQR $UJRQ 2[LJHQR 0HWDQR .ULSWyQ (WLOHQR ;HQyQ 'Ly[LGR GH &DUEyQ (WDQR $FHWLOHQR 2[LGR 1LWURVR 3URSDQR...