A extração com fluidos supercríticos na indústria farmacêutica, cosmética e de setores alimentícios

Na área das ciências da vida, é cada vez mais o processamento feito com fluidos no estado agregado supercrítico.

A vantagem dos processos de síntese está no uso de solventes que são amigáveis ao meio e não prejudicial para o produto, principalmente o dióxido de carbono. As exigências dos mercados farmacêuticos e de biotecnologia são atendidas por trabalhar a baixas temperaturas e pressões moderadas (manuseio suave do produto).

Os requisitos para as bombas para dosagem e bombas de diafragma de processo são muito específicos em aplicações de síntese.

Soluções de extração com fluidos supercríticos

As Bombas dosadoras LEWA e bombas de diafragma de processo são muito bem adequadas para processos supercríticos, desde que preencham todos os requisitos relevantes.

Vantagens das bombas LEWA:

  • Hermeticamente preciso
  • Disposição de bombas de alta pressão e os seus equipamentos periféricos para gás liquefeito (equipamento de refrigeração)
  • Adequado para fluidos fino, não-lubrificantes
  • Alta segurança operacional
  • Baixo desgaste, quase nenhuma contaminação por partículas devido ao movimento mínimo de peças da cabeça da bomba
  • Fácil de limpar, design alimentos disponíveis
  • Concepção higiênica possível para aplicações farmacêuticas (Ra <0,5 microns electro-polido, ASME BPPE, EHEDG)
  • Instalação em GMP áreas / salas limpas
  • Material Conforme FDA (GRAS: Geralmente Reconhecido como Seguro)
  • Instalação possível em áreas potencialmente explosivas
  • Ideal do material da cabeça da bomba, por exemplo Hastelloy, disponível para meios altamente corrosivos
  • Geometrias de conexão diferentes
  • Possibilidade de válvulas customizadas
  • Documentação em qualificação/validação
  • Testado para limpeza “wafer” (Fraunhofer IPA testado Device®)

Deve notar-se que o dióxido de carbono deve estar no estado líquido a ser bombeado. Isto não é prático no estado gasoso, devido à sua compressibilidade.

Áreas de aplicação: Extração e outros processos supercríticos com bombas LEWA

Bombas dosadoras LEWA e bombas de processo de diafragma têm sido utilizadas com sucesso nos seguintes processos:

  • Processos de extração com CO2 supercrítico (SFE Supercritical Fluid Extraction), tal como descafeinação, desengorduramento, fitoextração, bem como a extração de óleo de semente, óleo de peixe omega, aromas e especiarias
  • Cromatografia supercrítica líquida preparativa (cromatografia supercrítica de fluidos SFC), bem como a separação de substâncias oticamente ativas
  • Reações de fluido supercrítico SFR
  • A formação de partículas (e G., partículas a partir de soluções saturadas de gás PGSS.): Tal como de alta pressão do processo de pulverização para graxas, produtos assados, etc.
  • Processos de limpeza, E. G. (gordura de lã, lanolina) processo integrado separação de substâncias,: tais como a remoção de pesticidas
  • Quebra celular, inativação (esterilização suave)
Pumps and systems for supercritical applications

Aplicações industriais de scCO2

 

 

Princípio do processo PGSS:

  1. Condicionamento e fusão de dois reagentes 1 e 2
  2. Alimentação e compressão com bombas LEWA de alta pressão P1, P2 e P3
  3. Misturando ambos os reagentes com fluido supercrítico em um misturador estático (SM)
  4. Descompressão em uma torre de pulverização (SP) através de um bico
  5. Formação de gotículas
  6. Arrefecimento de gotículas e formação de partículas
  7. Geração de pó na torre de pulverização com ciclone (ZK)
Pumps and systems for supercritical applications

Ilustração: Princípio do processo PGSS

Fonte: Departamento de Tecnologia de Processos, processos de transporte, e design de partículas - Tecnologia da Universidade Bochum

Histórico de fluidos supercríticos

Um fluido supercrítico é uma substância cuja temperatura e pressão estão acima do ponto crítico simultaneamente (consulte o diagrama para CO2).

A temperatura crítica é a temperatura ao longo do qual a substância pode não permanecer no estado líquido, independentemente do nível de pressão.

Pressão crítica é a pressão sobre a qual a substância pode não formar um gás, independentemente da temperatura.

Os fluidos supercríticos têm a densidade e boas propriedades de dissolução dos fluidos, bem como a viscosidade, boa compressibilidade e capacidade difusa de gás.

Devido à sua boa mistura e as propriedades de transferência de massa , eles são classificados como um fluido.

Vantagens importantes de fluidos supercríticos:

  • Seguro, rentável e ambientalmente amigável, não-tóxico
  • Eles podem substituir solventes orgânicos
  • Boa influência sobre pequenas mudanças nas condições de operação
  • Condições de operação sob baixa temperatura e pressão os torna atraentes para pesquisa e desenvolvimento no setor farmacêutico e de biotecnologia.

Critérios de seleção para o fluido supercrítico direita:

  • Propriedades físico-químicas da desejada mistura
  • Tarefa do solvente no processo no que diz respeito à solubilidade
  • Aplicação específica
  • Segurança, especialmente em relação à inflamabilidade, comportamento de fase em condições de operação
  • Custo do fluido
  • Custo do equipamento

O fluido supercrítico utilizado com maior frequência é o CO2-

Propriedades de dióxido de carbono:

  • Baixa temperatura crítica (31.1°C)
  • Pressão crítica moderada (73 bar)
  • Não inflamável
  • Não tóxico
  • Miscíveis com solventes orgânicos
  • Recuperáveis depois de processar
  • Difunde mais rápido do que os solventes de fluidos convencionais
  • GRAS status
  • Aprovado pelo FDA para uso em alimentos e produtos farmacêuticos
  • Amigável ao meio
  • Custo efetivo

Indústrias

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