Proceso de extracción vegetal industrial de aromas naturales con CO₂ supercrítico

Conservar todas las propiedades

La extracción de aceites esenciales contenidos en las plantas es un paso crítico para preservar adecuadamente todas las propiedades deseadas y para, en particular, obtener el rendimiento aromático esperado. Entre los posibles métodos o técnicas de extracción, la aplicación de dióxido de carbono supercrítico permite, evidentemente, preservar los principios activos y las características de las sustancias. Pero también se posiciona como una opción más limpia y selectiva frente a los procesos convencionales.

La importancia estratégica del proceso de extracción vegetal industrial de aromas con CO₂ supercritico reside en su capacidad para operar a temperaturas moderadas (generalmente en torno a los 31 °C), lo que evita la degradación térmica de las moléculas termosensibles. A diferencia de la hidrodestilación o del uso de disolventes orgánicos, el CO₂ supercrítico actúa como un disolvente 'frío' e inerte, garantizando que el perfil bioquímico y la integridad nutricional del extracto permanezcan idénticos a los de la planta de origen.

La precisión del proceso se basa en el ajuste riguroso de dos parámetros fundamentales: la presión y la temperatura. Al modular la densidad del CO₂, es posible dirigirse de forma selectiva a moléculas específicas, como terpenos o antioxidantes, descartando componentes indeseables (ceras, pigmentos pesados). Esta selectividad óptima permite obtener altos rendimientos en compuestos activos sin rastro de residuos tóxicos. Una vez finalizada la extracción, el CO₂ se libera simplemente en forma gaseosa mediante despresurización, dejando un extracto de pureza absoluta que conserva la calidad, la frescura organoléptica y toda la potencia terapéutica de la materia prima vegetal.

¿Qué es el CO₂ supercrítico?

Se dice que un fluido es «supercrítico» cuando se calienta por encima de su temperatura crítica (Tc) y se comprime por encima de su presión crítica (Pc). Diversos tipos de fluidos, como el agua, el etano, el propano o el dióxido de carbono, pueden alcanzar el estado supercrítico.

Los fluidos supercríticos presentan propiedades intermedias entre las de los gases y las de los líquidos, combinando una alta difusividad con una baja viscosidad. El dióxido de carbono es el fluido supercrítico más utilizado debido a que su punto crítico es fácilmente accesible (Tc = 31 °C, Pc = 74 bar). Además, el CO₂ supercrítico es químicamente inerte, no inflamable y está disponible con altos grados de pureza a costes razonables. Más allá de su densidad de líquido y su difusividad de gas, el CO₂ supercrítico posee también la propiedad única de ser un disolvente natural de aceites. Variando la presión y la temperatura, es posible adaptar el poder de solubilización del CO₂ supercrítico a diferentes aceites.

El CO₂ supercrítico es, por tanto, mucho más adaptable que otros disolventes: permite ajustar con precisión la selectividad en función de la molécula a extraer actuando sobre el binomio presión y temperatura, un factor estratégico para la pureza de los extractos.

¿Por qué usar CO₂ supercrítico para extraer aromas naturales?

La tecnología utilizada para la extracción se basa en el uso de un fluido supercrítico, el CO₂, un gas inofensivo, no tóxico, biocompatible y con una gran capacidad de disolución de sustancias de alto valor añadido.

En estado supercrítico, el CO₂ presenta la viscosidad de un gas y la densidad de un líquido, lo que le confiere las propiedades de un disolvente orgánico y le permite extraer los activos lipofílicos (ácidos grasos y esteroles).
Su principal ventaja reside en la facilidad de separar sustancias
Esta técnica de separación de un extracto con CO₂ supercrítico se aplica en condiciones de presión y temperatura específicas. Por lo tanto, es especialmente adecuada para las plantas aromáticas porque conserva la moléculas aromáticas específicas y las propiedades organolépticas de las sustancias naturales.

Ventajas del CO₂ supercrítico en la extracción de aceites esenciales

En materia de eficacia y en comparación con otras técnicas como la destilación con otros disolventes químicos, el proceso de extracción supercrítica con CO₂ preserva las moléculas activas, incluso las más frágiles, sin dañarlas ni alterarlas. Otras ventajas del proceso con CO₂ supercrítico:

• Extracción de los aromas preservando la constitución bioquímica similar a la esencia original de las plantas.
• Transformación en ingredientes de fácil manipulación: aceites esenciales, concretos, absolutos, resinoides, granulados.
• Cumplimiento de normativas y estándares para productos orgánicos y naturales.
• Sin residuos que tratar.

¿Cuáles son las aplicaciones industriales del dióxido de carbono supercrítico?

El dióxido de carbono supercrítico (sCO₂) se emplea habitualmente en numerosas aplicaciones industriales, especialmente en el sector de la alimentación y bebidas, así como en el sector farmacéutico.

Alimentación y bebidas

El CO₂ supercrítico se utiliza en la descafeinización de granos de café, la extracción de esencias naturales de plantas (por ejemplo: lúpulo, aromas), el procesado de productos lácteos (esterilización y pasteurización de la leche, fraccionamiento de grasas lácteas, extracción de colesterol en mantequilla, queso y nata), la esterilización de zumos de frutas y la eliminación de pesticidas.

Más allá de los aromas, el sCO₂ está revolucionando la producción de nutracéuticos. Permite extraer antioxidantes, vitaminas liposolubles y ácidos grasos esenciales (Omega-3) con una concentración muy superior a la de los procesos convencionales. Este método de extracción es importante para obtener una mayor estabilidad y la ausencia total de contaminantes, cumpliendo con las exigencias de seguridad alimentaria más estrictas.

Farmacia y cosmética

El CO₂ supercrítico se utiliza en la extracción de principios activos a partir de plantas, la producción de implantes médicos cargados con fármacos para una liberación local (p. ej.: antibióticos, hormonas) y la extracción de aceites esenciales y componentes vegetales para perfumería y cosmética.

¿Cómo apoya Air Liquide al sector de los aromas y fragancias?

Numerosas soluciones de Air Liquide que utilizan fluidos criogénicos, supercríticos o atmósferas controladas proporcionan una valiosa ayuda en las distintas etapas de producción del sector. Desde el pretratamiento de la biomasa, pasando por la extracción de las sustancias aromáticas, hasta la formulación de los aromas y su incorporación en ingredientes listos para usar, nuestros gases industriales intervienen en las diferentes etapas del proceso de producción.

• Congelación de materias primas
• Control de temperatura durante el triturado y el criotriturado
• Inertización ATEX
• Inertización de tanques de materias primas
• Inertización de pequeños recipientes (frascos, latas, barriles, etc.)
• Desoxigenación de aceites
• Enfriamiento rápido
• Encapsulación, granulación, esferonización con nitrógeno líquido.
• Criocondensación de COV
• Tratamiento de cal del agua de proceso
• Tratamiento de efluentes

¿Quiere saber más sobre las soluciones de Air Liquide para el sector de los aromas y fragancias? No dude en contactar con nuestro equipo de expertos, podrán asesorarle sobre soluciones para el uso de gases o desarrollar con usted una nueva tecnología.