Superkritische CO2

Wat is superkritische CO2 ?

Koolstofdioxide (CO2) is bij het grote publiek gekend als bestanddeel van de lucht die we uitademen. Het bevindt zich ook als gas in spuitwater en frisdranken. Droogijs is CO2 in vaste vorm en wordt gebruikt om medicijnen tijdens het transport om een temperatuur van ongeveer -80 °C te houden. Ook vloeibare CO2 wordt gebruikt in het dagelijkse leven in blusapparaten en om voeding te conserveren. Koolstofdioxide wordt veelvuldig gebruikt in de drie gekende fasetoestanden: gas, vloeistof en vaste stof. Er is echter een vierde fasetoestand die we kunnen gebruiken: de superkritische toestand.
Wanneer koolstofdioxide een temperatuur heeft boven 31 °C en een druk boven 73,8 bar dan bevindt deze stof zich in een superkritische fase. In deze fase heeft CO2 de eigenschappen van gas én van vloeistof. 
Als gas zal superkritische CO2 uitzetten totdat de container waarin het zich bevindt volledig gevuld. Het heeft ook de viscositeit van een gas waardoor het superkritische CO2 door de kleinste poriën kan vloeien. Als vloeistof heeft superkritische CO2 de mogelijkheid om chemische componenten op te nemen. Hierdoor kan het gebruikt worden als solvent voor bepaalde chemische stoffen net als bijvoorbeeld hexaan.

Ten opzichte van de conventionele solventen (bijvoorbeeld hexaan) heeft superkritische CO2 het voordeel dat het aanzien wordt als een groen solvent. Koolstofdioxide wordt als veilig beschouwd omdat het onbrandbaar is en een hoge chemische inertie heeft. Het is een vrij goedkoop product dat ook eenvoudig te recycleren is. Het is ook uitermate geschikt voor extractie van temperatuur- en oxidatiegevoelige stoffen.

Wat is superkritische CO2 extractie?

Superkritische CO2 extractie is het proces waarbij superkritische CO2 gebruikt wordt voor het extraheren van bepaalde stoffen. Dit gebeurt met behulp van een speciaal daartoe gebouwde extractor.

1     Het centrale onderdeel van de

extractor is het extractievat. Hierin bevindt zich het materiaal waaruit men wil extraheren.


2    Het extractievat bevindt zich in een

oven of wordt rechtstreeks  tot de juiste temperatuur opgewarmd.




3   De pomp brengt het gas vanuit de

CO2-opslag naar het extractievat en met de drukregulator (aan de achterzijde van het extractievat) wordt de CO2 onder de juiste druk geplaatst.

4    Zodra de temperatuur en de druk in

het extractievat hoog genoeg zijn, zal de CO2 zich in superkritische toestand bevinden en kan het extract opgenomen worden door de CO2.

5    De CO2 met het extract verlaat het

extractievat aan het andere uiteinde.

Na de drukregulator wordt de druk van CO2 verlaagd waardoor deze terug in gastoestand gaat.

6    Het extract komt vrij en blijft

achter in een opvangtank.

Het CO2 gas kan na de extractie gecapteerd worden voor herbruik.


Apparatuur

Het platform heeft op dit ogenblik twee installaties in gebruik.

De MV10-ASFE van Waters is een computergestuurde extractor op analytische schaal. De extractievaten hebben volumes van 10 mL en 25 mL waardoor het extractieproces kort is. De extracten worden rechtstreeks opgevangen of opgelost in een solvent voor een onmiddellijke analyse. De MV10-ASFE is zeer geschikt voor verkennend onderzoek en procesoptimalisatie
De SFT-150 van Supercritical Fluids is een extractor op laboratoriumschaal. De extractievaten hebben volumes van 100mL tot 2L. Door de grotere volumes duren de extracties langer, maar de hoeveelheid extract is ook groter. Hierdoor kunnen de extracten ingezet worden voor verder onderzoek of ontwikkelingen.

De combinatie van deze twee toestellen geeft de mogelijkheid om opschalingmodellen te ontwikkelen.

Naast deze twee toestellen voor extractie heeft het platform de nodige technieken en toestellen voor staalvoorbereiding en analyse van de extracten.

Share by: