Ultrasonidos de alta potencia o cómo maximizar los beneficios de la extracción con CO₂

La pureza  y alto valor añadido de las extracciones es imprescindible para cubrir las expectativas de producto. Algunas de las aplicaciones industriales del CO2 supercrítico son

• La extracción de aceites esenciales de alta calidad.

• Purificación de productos a los que se les eliminan aromas o componentes no deseados.

• Extracción de vitaminas, antioxidantes y otros principios activos naturales para el enriquecimiento de matrices alimentarias y/o cosméticas.

• Desgrasado de materias primas para la obtención de productos más saludables.

• Secado de aerogeles.

La  lista de posibilidades es tan larga como las necesidades de extracción de la industria. A la cabeza de las industrias que implementan los procesos de extracción supercrítica están la industria alimentaria y las industrias cosmética, farmacéutica y química.  

Los métodos tradicionales de extracción se mostraban incapaces de evitar la presencia de trazas de disolventes o de generar sustancias indeseadas e incluso nocivas a consecuencia de la utilización de temperaturas elevadas en los procesos de extracción. Con la llegada de la extracción supercrítica, estos inconvenientes han desaparecido.

Las extracciones de matrices naturales (plantas, frutos secos, subproductos de la industria alimentaria ricos en nutrientes) se realizan de la forma más limpia posible, pero también con una metodología más alineada con las políticas de sostenibilidad impulsadas por los paradigmas de la economía europea. 

La extracción realizada con CO₂ supercrítico tiene una gran cantidad de ventajas tecnológicas. Es rápida, simplifica la separación de las fases y al utilizar dióxido de carbono como disolvente facilita su recuperación. Pero también añade ventajas medioambientales: el proceso no es tóxico, ni inflamable o explosivo, presenta ausencia de efluentes orgánicos u acuosos a tratar y ofrece un producto final sin restos de disolventes. 

Imagen: Planta de fluidos supercríticos de AINIA

Ultrasonidos de alta potencia para aumentar la pureza de las extracciones supercríticas y los rendimientos de los procesos

La implementación industrial de la extracción mediante fluidos supercríticos no está exenta de retos. Estos pasan por la aceleración del proceso, la minimización de los tiempos, y con ello el abaratamiento de costes implícito, tanto de inversión como de funcionamiento. En la búsqueda de alternativas para la reducción de costes, los ultrasonidos de alta potencia han sido considerados como una opción para la optimización del proceso de extracción a través de fluidos supercríticos. 

La experiencia y el conocimiento que  AINIA Centro Tecnológico ha adquirido a través de sus instalaciones en Altex está logrando sinergias entre ambas tecnologías a través del proyecto de investigación aplicada ESCUALO. Los esfuerzos están encaminados a la mejora de la eficiencia de las plantas de FSC mediante el estudio del escalado industrial en el que se combina fluidos supercríticos y ultrasonidos para el procesado de matrices naturales alimentarias o afines. Todo ello, en un contexto de sostenibilidad y eficiencia que consiga  obtener productos seguros y de la máxima calidad. El proyecto está apyado por el IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial) y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). 

La razón que ha motivado el interés por  los ultrasonidos de alta potencia está relacionada con la eficacia demostrada por la radiación ultrasónica en la mejora de los procesos de transferencia de materia en medio supercrítico. Esta mejora se produce gracias a la  potenciación de los mecanismos de micro-agitación, compresión y descompresión en el seno del CO2, pero también en los fenómenos de cavitación y calentamiento local que se producen. No obstante, es necesario demostrar que el escalado industrial de la combinación de ultrasonidos en la extracción supercrítica puede llevarse a la práctica.

Los resultados han señalado como factible la opción de la aplicación de ultrasonidos a la extracción supercrítica. Sin embargo, el grado de mejora observado a gran escala es menor que el observado a pequeña escala. Por eso, se plantea la necesidad del ajuste de procesos y metodologías que serán los siguientes pasos a seguir en la investigación.

Los resultados del proyecto se prevé que causen un estímulo positivo en el sector, así como en otros sectores de actividad. Esto es debido a la naturaleza horizontal del proyecto que podría favorecer la sustitución de procesos actuales con disolventes orgánicos por procesos más sostenibles y la obtención de productos de mayor valor añadido por las empresas. 

Si usted está interesado en conocer más acerca del proyecto y la extracción supercrítica, póngase en contacto con AINIA, estaremos encantados de ayudarle.