Überkritische Fluid-Extraktion (SFE) ist eine Methode zur Trennung von Komponenten aus komplexen Mischungen mittels überkritischem Fluid, häufig verwendet in Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie.
Wie funktioniert die überkritische Fluid-Extraktion?
Die überkritische Fluid-Extraktion (SFE) ist eine Methode zur Trennung von Komponenten aus einer komplexen Mischung unter Verwendung eines überkritischen Fluids als Lösungsmittel. Diese Technik wird häufig in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie verwendet, um wertvolle Verbindungen wie Koffein, Duftstoffe oder medizinische Wirkstoffe zu extrahieren.
Grundprinzipien der überkritischen Fluid-Extraktion
Ein überkritisches Fluid ist eine Substanz, die über ihrem kritischen Punkt sowohl flüssige als auch gasförmige Eigenschaften besitzt. Der kritische Punkt ist definiert als der Druck und die Temperatur, bei denen die Dichte der flüssigen und gasförmigen Phase gleich sind. Oberhalb dieses Punktes existiert keine Unterscheidung mehr zwischen flüssig und gasförmig.
- Überkritischer Druck: Der Druck oberhalb des kritischen Punktes.
- Überkritische Temperatur: Die Temperatur oberhalb des kritischen Punktes.
Das am häufigsten verwendete überkritische Fluid ist Kohlenstoffdioxid (CO2), da es eine moderate kritische Temperatur (31,1°C) und einen relativ niedrigen kritischen Druck (73,8 bar) hat. Darüber hinaus ist CO2 ungiftig, nicht brennbar und preiswert.
Prozess der überkritischen Fluid-Extraktion
- Beladung des Extraktors: Das zu extrahierende Material wird in einen Extraktionsbehälter geladen.
- Erwärmung und Druckaufbau: CO2 wird durch einen Wärmetauscher geleitet und auf die überkritische Temperatur und den überkritischen Druck gebracht.
- Extraktion: Das überkritische CO2 wird durch den Extraktionsbehälter gepumpt, wo es die zu extrahierenden Verbindungen löst.
- Trennung: Das CO2 mit den gelösten Verbindungen wird durch einen Separator geleitet, wo durch Druck- oder Temperaturänderungen die extrahierten Verbindungen vom CO2 getrennt werden.
- Rückgewinnung des CO2: Das CO2 wird in den Gaszustand zurückgeführt und kann erneut verwendet werden.
Vorteile der überkritischen Fluid-Extraktion
- Umweltfreundlich: Da CO2 ungiftig und nicht brennbar ist, ist die SFE-Methode umweltschonend.
- Selektivität: Die Löslichkeit des überkritischen Fluids kann durch Ändern von Druck und Temperatur angepasst werden, was zu einer selektiveren Extraktion führt.
- Wiederverwendbarkeit: Das CO2 kann nach der Extraktion leicht zurückgewonnen und wiederverwendet werden.
- Schonend: Mit SFE können hitzeempfindliche Substanzen extrahiert werden, da die Betriebstemperaturen relativ niedrig sind.
Die überkritische Fluid-Extraktion bietet eine effiziente und umweltfreundliche Methode zur Isolation wertvoller Verbindungen aus komplexen Mischungen. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit und den zahlreichen Vorteilen findet sie breite Anwendung in verschiedenen Industriezweigen.
