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La società Separeco Srl progetta e realizza impianti Supercritici SFE/SFF/SFP/SFM/SFCE/SFWE sia singoli che combinati. Impianti pilota ed industriali da 1 litro in su. Pressioni fino a 800 bar. Supervisione da PC con PLC a bordo macchina.

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Tecnologia gas densi PDF Stampa E-mail
Domenica 31 Maggio 2009 06:19

Per gas denso si intende un fluido allo stato supercritico (FSC). Si tratta  di  un fluido (generalmente CO- anidride carbonica) a basso peso molecolare avente una temperatura critica prossima a quella ambiente (TC~10÷40 ºC) ed una pressione critica non troppo elevata (PC~40÷60 bar). Gli idrocarburi leggeri hanno queste proprietà fisiche ma presentano il problema dell'infiammabilità e della tossicità. Certi clorofluorocarburi si prestano allo scopo ma sono relativamente costosi se ottenuti ad elevato grado di purezza e sono oggigiorno banditi per quanto riguarda l'accettabilità ambientale. L'anidride carbonica, pur avendo una pressione critica leggermente maggiore (PC=72.1 bar), offre altre vantaggiose proprietà che ne fanno il fluido più impiegato nelle applicazioni:

 

  • non infiammabilità;
  • accettabilità ambientale;
  • non tossicità;
  • basso costo anche ad elevate purezze anche per la possibilità di riciclo in continuo del gas;

 

La possibilità di modulare la densità dei SCFs grazie a modeste variazioni di temperatura e pressione, specialmente nell'intorno del punto critico (PC), rappresenta il fattore caratterizzante di questi fluidi. In questo modo si introduce come variabile aggiuntiva nel controllo di un processo di separazione e/o estrazione la pressione. Altro aspetto importante per la qualità del prodotto finale è costituito dalla possibilità di processare la matrice in ambiente (estrattore, pastorizzatore, colonna di frazionamento, camera per micronizzazione ecc.) saturo di un gas tecnico (generalmente CO2 ) e quindi di ottenere un prodotto non alterato da processi di ossidazione.

Allo stato attuale è di nostra convinzione che l'impiego dei fluidi supercritici abbia delle interessanti prospettive industriali nei casi in cui:

  • l'applicazione della tecnologia realizzi valore per effetto della qualità del prodotto finale e della completa accettabilità ambientale,
  • la realizzazione di economie di scala nel dimensionamento dell' applicazione industriale renda confrontabile e competitivo  il costo di produzione con quello della tecnologia tradizionale,
  • ci si trovi in presenza di sostanze termolabili che vengono alterate nei processi classici, con conseguente perdita di attività del prodotto.

L'impiego dei fluidi supercritici (SCFs) come solventi nelle tecniche di separazione risale agli ultimi decenni ed ha trovato ampia applicazione nelle operazioni di  estrazione (SFE Supercritical Fluid Extraction). Attualmente sta avendo significativi sviluppi anche nei processi di frazionamento,  di pastorizzazione di liquidi "a freddo", e per applicazioni in campo farmaceutico. Dopo le prime applicazioni di carattere industriale dei fluidi supercritici (decaffeinizzazione, purificazione) e ricerca ed applicazioni in campo alimentare, l'impiego dei SCF trova oggigiorno applicazione nell'industria farmaceutica. Un particolare interesse è sorto riguardo la possiblità di ridurre le dimensioni di sostanze pregiate e termolabili, quali ad esempio i prodotti farmaceutici. Il controllo delle dimensioni del farmaco ne consentirebbe infatti un impiego specifico nella somministrazione al paziente. I processi convenzionali di riduzione delle dimensioni presentano degli indubbi svantaggi:

  • nella macinazione, a causa dei forti attriti tra le particelle, la temperatura subisce degli innalzamenti localizzati con conseguente degrado della sostanza;
  • nella cristallizzazione si verifica sempre inglobamento del solvente ed è difficile controllare la dimensione del precipitato.

In ogni caso, le tecniche attuali non consentono un controllo delle dimensioni delle particelle nè della loro morfologia. Recenti applicazioni dei SCFs hanno dimostrato la possibilità di superare questi limiti, aprendo una nuova strada nel campo della micronizzazione.

L'impiego dei SCF a processi di carattere industriale rimane comunque strettamente legato a problematiche di purificazione, estrazione, solubilizzazione e di supporto ad altre tecnologie. Le proprietà fondamentali dell'estrazione con fluidi supercritici (SFE, Supercritical Fluid Extraction) possono così riassumersi:

  • potere solvente e selettività del fluido impiegato;
  • il fluido impiegato è un gas non infiammabile avente una totale accettabilità ambientale;
  • le temperature operative ne fanno una tecnologia "fredda";
  • è possibile modulare la pressione oltrechè la temperatura per ottimizzare sia il processo di estrazione sia quello di separazione.

Con riferimento alla produzione di aromi ed essenze, una rapida analisi consente di asserire che, rispetto ai sistemi produttivi classici, la SFE elimina completamente le problematiche connesse all'utilizzo di solventi organici e all'estrazione in corrente di vapore:

  • nell'estrazione con solventi una quota di solvente rimane solubilizzata nel prodotto finito;
  • nel secondo caso, le alte temperature e la reattività dell'acqua sono tali da generare delle modifiche nella composizione del prodotto, sia in forma quantitativa sia qualitativa, pur rimanendo una tecnologia pregiata, impiegabile solo in particolari nicchie che vengono interessate da estratti ad elevato valore aggiunto o dove le tecnologie classiche estrattive condizionano la qualità dell’estratto.
 

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