Fluidos supercríticos en la industria alimentaria

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Víctor Martín Velasco >

Cuando un compuesto se calienta por encima de su temperatura crítica y se comprime por encima de su presión crítica, se dice que alcanza un estado supercrítico. Este estado posee propiedades intermedias entre líquido y gas, como por ejemplo, densidades cercanas al estado líquido y difusividades próximas a la fase gas, fácilmente ajustables mediante pequeñas variaciones de presión y temperatura.

Los fluidos supercríticos suelen ser buenos disolventes por diversas razones. Las más importantes son su elevada densidad, que les otorga un buen poder de solvatación; su baja difusividad, la cual les permite tener un alto grado de penetración en sólidos; y por último, una tensión superficial casi nula que favorece los fenómenos de transporte.

clip_image002Figura 1: Diagrama de fases del dióxido de carbono. (Extraído de www.soloingenieria.net)

Por otra parte, su gran versatilidad y facilidad de adaptación a las condiciones que se precisen en un determinado proceso industrial; y lo más importante de todo, la obtención de un producto libre de residuos mediante una simple descompresión que logra separar por completo el disolvente del soluto ahorrando importantes gastos energéticos en operaciones de separación, convierte a los fluidos supercríticos en una tecnología económicamente viable a nivel industrial frente a otras metodologías.

Pero no todo son ventajas, al trabajar con altas presiones se incurre en un elevado gasto económico inicial en la construcción de recipientes que soporten la presión de operación, y en los diferentes equipos para el acondicionamiento del fluido; así como la necesidad de contar con operarios cualificados para el trabajo con este tipo de técnicas. Por estos motivos, esta tecnología no está muy extendida, ya que tan sólo cuenta actualmente con unas 250 plantas industriales repartidas entre Europa, China, Japón, Estados Unidos y Nueva Zelanda.

La mayor parte de los procesos industriales basados en esta tecnología están relacionados con la industria de la alimentación. Uno de los motivos de esto, es la gran calidad de los productos extraídos de matrices vegetales con estos disolventes, y la preocupación por parte de los consumidores por la calidad y seguridad de los productos que consumen.

Dióxido de carbono

El fluido más extendido como disolvente en estos procesos de extracción es el dióxido de carbono (CO2), el cual no tiene limitaciones ambientales de uso al ser un compuesto de los denominados “verde”; y por otra parte cuenta con una relativa baja presión crítica (73,8 bar) y una temperatura crítica próxima a la ambiente (31⁰C), lo que evita la desnaturalización de los compuestos naturales.

A continuación se citan algunos ejemplos de industrias alimentarias que funcionan con estos procesos:

Extracción de alcaloides

En este campo, una de las primeras industrias que utilizaron fluidos supercríticos a gran escala fue la extracción de la cafeína de los granos de café para la elaboración tanto de productos descafeinados como para la obtención de dichos componentes para aditivos farmacéuticos.

Extracción de aceites esenciales

Los aceites esenciales son productos de un gran valor añadido, motivo por el cual cuentan con elevados estándares de calidad y pureza. Por su parte, la tecnología supercrítica no sólo permite su extracción sin contaminar con disolventes orgánicos el producto, sino que además mediante descompresiones sucesivas, se puede llevar a cabo el fraccionamiento de los compuestos extraídos.

Extracción de tricloroanisoles (TCA)

La extracción de este tipo de compuestos que se encuentran en el corcho, es un proceso que exige de un elevado grado de separación, ya que con concentraciones inferiores a partes por mil millones provocan ese desagradable sabor a corcho en el vino. Dentro de este campo, Corchos Mérida es una de las compañías más importantes, que distribuye tapones de botella a todo el mundo desde Badajoz.

Eliminación de pesticidas

En países como China, donde es necesaria una gran producción de productos como el arroz, se utiliza una elevada cantidad de pesticidas. La tecnología supercrítica permite tratar estos productos químicos y eliminarlos, haciéndolos más seguros para el consumo.

clip_image004Figura 2: Planta de eliminación de pesticidas del arroz en Taiwan. (Extraido de www.natex.at)

Más aplicaciones

Pero los fluidos supercríticos no sólo sirven para extraer compuestos, sino que además son útiles en los procesos de formulación que potencian y alargan la acción de los principios activos protegiéndolos o mejorando la solubilidad de los mismos. Esto se puede realizar mediante precipitación o por encapsulación. No obstante esta tecnología no está muy extendida a nivel industrial, pero en el campo de la investigación se encuentra actualmente en alza.

En conclusión cabría decir que los fluidos supercríticos son una gran alternativa en la extracción de aditivos en la industria alimentaria ya que con su uso, al contrario que con los disolventes orgánicos, usados mayoritariamente actualmente, estos no dejan residuos permitiendo obtener productos más puros.

Referencias bibliográficas

  • M. B. King and T. R. Bott, Extraction of natural products using near-critical solvents, Blackie academic & professional, (1993)
  • Nuevas tecnologías en la conservación y transformación de los alimentos, Instituto Tomás Pascual Sanz para la nutrición y la salud, (2010) p.123-140
  • NATEX Prozess Technologie (www.natex.at; fecha de consulta: 24/01/2014)

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