CO2 supercrítico: Aplicações industriais que estão a mudar os processos produtivos

30 anos depois do primeiro simpósio organizado em Nice para o avanço da tecnologia dos fluidos supercríticos pela ISASF (International Society of Advancement of Supercritical Fluids), a AINIA continua a fazer parte do coletivo mundial de peritos que tem promovido o crescimento da tecnologia de CO2 supercrítico, apostando na sua aplicação industrial. No evento deste ano, ISSF2018, que terá lugar de 22 a 25 de abril em Antibes-Juan-Les-Pins (França), a AINIA colaborará na apresentação de aplicações industriais que estão a mudar drasticamente os processos produtivos de setores de grande consumo como a alimentação, cosmética ou farmácia.

Nem gás, nem líquido, mas sim fluido supercrítico. O CO2, em determinadas condições de pressão e temperatura superiores ou próximas ao seu ponto crítico, adquire propriedades intermédias entre líquido e gás, o que o transforma num fluido com uma potente capacidade dissolvente. As aplicações industriais da tecnologia de CO2 supercrítico e subcrítico são múltiplas e, após várias décadas de investigação, emerge como uma das ferramentas tecnológicas transformadoras dos processos produtivos de algumas das indústrias de grande consumo mais importantes, como a alimentação, cosmética e farmácia. Falamos especialmente de:

• Processos de extração.
• Processos de desodorização e descontaminação.
• Processos de impregnação.
• Geração de microencapsulados.

Extração supercrítica: 4 aplicações industriais

Como mencionámos, o CO2 supercrítico é um potente solvente. Entre as suas principais aplicações industriais está a fácil separação de substâncias numa matriz, permitindo-nos conservar princípios ativos de grande pureza. Podemos utilizar temperaturas suaves que não danificam o produto e, além disso, o CO2 supercrítico possui uma grande capacidade de extrair substâncias sem gerar resíduos. Portanto, é uma técnica limpa e segura, e a alternativa sustentável aos processos convencionais de extração.

Temos experiência e casos de sucesso que vão desde a investigação até à obtenção das primeiras produções em regime de maquila, em aplicações de extração como, por exemplo:

a.- Desengorduramento de matrizes alimentares (cacau, frutos secos, cereais, leguminosas…). Desta forma, obtêm-se produtos saudáveis, ricos em proteínas e baixos em calorias, com a possibilidade de certificação ecológica por parte da AINIA.

b.-Obtenção de óleos e extratos de uso cosmético e alimentar.

Em projetos de I&D próprios, conseguimos extrair, com tecnologia supercrítica, substâncias com propriedades bioativas de matérias-primas naturais. Concretamente, por exemplo, óleos essenciais de rosa mosqueta e alecrim, para serem aplicados em pensos sanitários, um dos casos que será especificamente divulgado no ISSF2018. Outro exemplo de sucesso é a obtenção eficiente e economicamente sustentável de extrato de café verde como ingrediente natural para cosmética. O óleo de café verde é um ingrediente natural que apresenta níveis elevados de ácido linoleico, muito semelhantes aos encontrados no óleo de rosa mosqueta. Este ácido linoleico é essencial para manter a pele hidratada, tornando-o interessante para produtos cosméticos. Além disso, demonstrou eficácia na recuperação de queimaduras solares e no tratamento de acne moderado, bem como no tratamento da psoríase.

Por outro lado, a obtenção de nutracêuticos e ingredientes funcionais derivados da azeitona, para combater os processos degenerativos associados ao envelhecimento, é outro caso de aplicação da extração supercrítica neste campo. Trata-se de uma linha de trabalho de destaque numa empresa de referência no setor alimentar..

c.- Obtenção de extratos com atividade biológica para produtos de aplicação agrícola (bio-pesticidas, especialmente bioinseticidas, antimicrobianos…). Temos trabalhado com diversas empresas que preferem manter a sua confidencialidade.

d.- Tratamento de produtos sólidos para a indústria farmacêutica com a acreditação de GMPs.

A obtenção de óleos, óleos essenciais, princípios ativos, aditivos ou aromas provenientes de plantas aromáticas ou outras matérias-primas naturais, inclusive subprodutos da indústria agroalimentar, são alguns exemplos do tipo de produção industrial de princípios ativos com os quais se está a trabalhar na planta Altex da AINIA. As GMPs (Good Manufacturing Practice) são as normas de fabricação industrial mais exigentes a nível mundial, necessárias em processos produtivos de alta segurança, como a fabricação de medicamentos, fármacos, cosméticos ou princípios ativos para a alimentação. A AINIA tem os seus processos de extração supercrítica na sua planta industrial Altex homologados com GMPs.

Desodorização e descontaminação com CO2 supercrítico: A eliminação de impurezas e aromas indesejados

Esta tecnologia apresenta vantagens em relação aos processos convencionais de desodorização e descontaminação de substâncias diversas, desde plásticos e materiais até à eliminação de aromas indesejados, incómodos ou socialmente não aceites em produtos alimentares. Os principais utilizadores da tecnologia supercrítica estão centrados na indústria de ingredientes e aditivos, eliminando todas as impurezas nos extratos de valor que comercializam. Também a indústria de materiais e embalagens está a descobrir, de forma incipiente, este tipo de benefícios. Pode ser útil também para o desengorduramento de peles e outros tipos de matérias-primas com aplicações em múltiplos setores de consumo. Nestes processos, não só a pureza do material descontaminado, mas também a poupança de água, agentes de limpeza, energia ou outros insumos são fatores de redução de custos e de sustentabilidade ambiental a considerar.

Impregnação supercrítica: De matrizes vegetais a materiais de embalagens ou têxteis

A impregnação com fluidos supercríticos de tecidos e outros materiais surge como uma solução tecnológica promissora. Facilita o desenvolvimento de novos processos de fabrico, capazes de resolver e evitar os inconvenientes dos processos tradicionais de impregnação. Como exemplo de aplicação, podemos mencionar o desenvolvimento de novos materiais têxteis impregnados com princípios ativos que são liberados de forma controlada sobre diferentes partes da epiderme, com diversas funções, como hidratação ou ação regeneradora. Falamos de um dos projetos, COSMETOSUP, cujos resultados serão apresentados a nível mundial no mencionado evento de fluidos supercríticos ISSF2018, que terá lugar no final de abril.

Desenvolvimento de microencapsulados com CO2 supercrítico

A AINIA tem uma vasta experiência no desenvolvimento industrial de produtos encapsulados e microencapsulados com propriedades avançadas. Quando falamos de microencapsulados, referimo-nos a processos em que os princípios ativos selecionados são envolvidos por materiais de proteção, formando microcápsulas que se incorporam em alimentos, bebidas, fármacos, cosméticos ou materiais, enriquecendo-os, melhorando-os (tornando-os mais seguros, saudáveis ou sustentáveis) ou funcionalizando-os (adicionando propriedades não contempladas na matéria-prima inicial). Com a aplicação de microcápsulas, é possível, por exemplo, prolongar a duração de aromas e fragrâncias em alimentos, fármacos, produtos cosméticos ou de limpeza; obter materiais antimicrobianos; prolongar a duração do sabor ou mascará-lo; conseguir uma libertação controlada na corrente sanguínea de alimentos ou cosméticos funcionais; diminuir a dosagem de fármacos, aumentando o seu efeito ativo; estabilizar microrganismos… A aplicação da tecnologia supercrítica permite, entre outras coisas, a seleção da estrutura e do tamanho da partícula, bem como a busca de apresentações mais puras e ativas.

Se deseja conhecer mais a fundo o potencial da tecnologia de CO2 supercrítico ou necessita de uma planta de maquila que possa produzir as suas primeiras séries e tonelagens, contacte-nos. Temos experiência e contamos com a Altex, uma planta industrial especializada e uma das poucas instalações de tecnologia supercrítica multiproduto e multiformato na Europa.