Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu
Süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SAE), kritik sıcaklık ve basıncının üzerinde tutulan bir akışkanı, çoğunlukla karbondioksiti, ekstraksiyon çözücüsü olarak kullanmaktadır. Süperkritik bir akışkan, gaz benzeri difüziviteyi ve düşük viskoziteyi sıvı benzeri çözme gücüyle birleştirmekte olup, çözücü gücü basınç ve sıcaklık ayarlanarak düzenlenebilmektedir. Süperkritik karbondioksit toksik olmaması, çözücü kalıntısı bırakmaması ve ortam sıcaklığına yakın koşullarda çalışması nedeniyle, termolabil doğal ürünler için önde gelen bir yeşil teknik olarak kabul edilmektedir.
Tanım
Süperkritik akışkan ekstraksiyonu, çözücünün kritik sıcaklık ve basıncının üzerinde tutulan bir akışkan olduğu, katı-sıvı tarzı bir ekstraksiyon yöntemidir; bu akışkan, çözme gücü basınç ve sıcaklık aracılığıyla ayarlanabilen, gaz ve sıvı benzeri ara özellikler sergilemektedir.
Kapsam
Bu madde, süperkritik hali ve ekstraksiyona neden uygun olduğunu, çözücü gücünün ayarlanabilirliğini, karbondioksitin avantajlarını ve SAE'nin klasik ekstraksiyona modern alternatifler arasındaki yerini kapsamaktadır. Bu, metodolojik bir referans olup, herhangi bir işlem protokolü, dozaj veya terapötik talimat içermemektedir.
Temel sorular
- Süperkritik bir akışkanın hangi fiziksel özellikleri onu etkili, ayarlanabilir bir çözücü yapmaktadır?
- Süperkritik karbondioksit, doğal ürünler için neden baskın bir tercih olmaktadır?
- Basınç, sıcaklık ve yardımcı çözücüler seçiciliği kontrol etmek için nasıl kullanılmaktadır?
- SAE, verim, seçicilik ve çözücü kalıntısı açısından klasik ve diğer modern ekstraksiyon yöntemleriyle nasıl karşılaştırılmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Süperkritik hal ve kritik nokta
- Süperkritik karbondioksit
- Ayarlanabilir çözücü yoğunluğu ve gücü
- Yardımcı çözücü (modifikatör) ilavesi
- Çözücü içermeyen ekstraktlar
- Termolabil bileşenler
- Yeşil ekstraksiyon
Mekanizmalar
Bir akışkan, kritik sıcaklık ve basıncının üzerinde süperkritik hale geçmekte olup, bu durumda gaz benzeri difüziviteye ve düşük viskoziteye sahipken, aynı zamanda sıvı benzeri yoğunluk ve çözme gücü sergilemektedir; bu özellikler, akışkanın matrise kolayca nüfuz etmesini ve hedef bileşenleri çözmesini sağlamaktadır. Yoğunluk ve dolayısıyla çözücü gücü, kritik noktaya yakın basınçla birlikte keskin bir şekilde arttığından, seçicilik basınç ve sıcaklık ayarlanarak düzenlenebilmektedir (Herrero ve diğerleri, 2006; Reverchon & De Marco, 2006). Karbondioksit genellikle kullanılan akışkandır: ulaşılabilir kritik noktası, termolabil bileşikleri koruyan ortam sıcaklığına yakın çalışma koşullarına izin vermektedir; toksik değildir, yanıcı değildir ve basınç düşürüldüğünde buharlaşarak çözücü içermeyen bir ekstrakt bırakmaktadır (Herrero ve diğerleri, 2006). Karbondioksit tek başına lipofilik bileşenleri tercih ettiğinden, daha polar moleküllere yönelik aralığı genişletmek için genellikle etanol gibi küçük miktarda polar bir yardımcı çözücü eklenmektedir ve aynı ekipman hem ekstraksiyon hem de fraksiyonlama yapabilmektedir (Reverchon & De Marco, 2006; Azmir ve diğerleri, 2013).
Klinik önem
SAE, farmasötik, nutrasötik ve gıda uygulamalarında kullanılan çözücü içermeyen ekstraktlar ve uçucu yağ benzeri fraksiyonlar üretmektedir; bu nedenle, bu yöntemin anlaşılması, kalıntı içermeyen doğal ürün preparatlarının nasıl yapıldığına dair kritik bir değerlendirmeyi desteklemektedir. Bu, tanımlayıcı metodolojik bir bağlam olup klinik bir rehberlik değildir; kullanım, doz veya endikasyon hakkında herhangi bir tavsiye içermemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
SAE, başlıca metodolojik derleme ve birincil çalışma literatüründe belgelenmekte olup, bu literatürde klasik ekstraksiyon ve damıtma ile seçicilik, termal hassasiyet ve kalıntı organik çözücü yokluğu açısından karşılaştırılmaktadır (Herrero ve diğerleri, 2006; Reverchon & De Marco, 2006; Azmir ve diğerleri, 2013). Bu madde, bu literatürü referans düzeyinde özetlemekte olup, düzenleyici veya klinik bir kılavuz niteliği taşımamaktadır.
Tarihçe
Süperkritik çözücülere olan ilgi, on dokuzuncu yüzyılda kritik noktaya yakın artan çözücü gücü gözlemlerine dayanmaktadır; ancak pratik doğal ürün uygulamaları yirminci yüzyılın sonlarından itibaren gelişmiştir. Süperkritik karbondioksit ile kafeinsizleştirme ve şerbetçiotu ekstraksiyonu, SAE'yi organik çözücü ekstraksiyonuna yeşil bir alternatif olarak kuran ilk endüstriyel başarılar arasında yer almaktadır (Herrero ve diğerleri, 2006; Reverchon & De Marco, 2006).
İlgili konular
Temel eserler
- herrero-2006
- reverchon-2006
Sıkça sorulan sorular
- Süperkritik karbondioksit, SAE'de neden bu kadar yaygın olarak kullanılmaktadır?
- Kritik noktasına ılımlı koşullarda ulaşılabilmesi sayesinde, ısıya duyarlı bileşenleri korumak için ekstraksiyon ortam sıcaklığına yakın koşullarda gerçekleştirilebilmektedir; ayrıca toksik olmaması ve basınç düşürüldüğünde buharlaşması nedeniyle çözücü içermeyen bir ekstrakt bırakmaktadır.
- SAE'nin seçiciliği nasıl kontrol edilmektedir?
- Akışkanın yoğunluğunu ve dolayısıyla çözücü gücünü değiştiren basınç ve sıcaklığın ayarlanmasıyla ve daha polar bileşiklere ekstraksiyonu genişletmek için etanol gibi küçük miktarda polar bir yardımcı çözücü eklenmesiyle kontrol edilmektedir.