Süper Kritik Akışkan Ekstraksiyon Ünitesi

 SÜPERKRİTİK AKIŞKAN EKSTRAKSİYON METODU

Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu, herhangi bir karışımdan istenilen maddenin uygun bir çözücü yardımıyla çekilerek ayrılması işlemine denir.
Süperkritik akışkanların fiziko-kimyasal özellikleri sıvılarla gazların özellikleri arasındadır. Bu özellik süperkritik akışkanların daha etkin bir çözücü olmasını sağlamaktadır.
Karbondioksit, kritik sıcaklık ve basıncının düşük olması, yanıcı ve toksin olmaması, diğer organik çözücülere göre çevreye zarar vermemesi özelliklerinden dolayı bu tür çalışmalarda en çok tercih edilen akışkan/çözücüdür.
Isıya duyarlı bileşiklerin ayırma (ekstraksiyon) ve saflaştırma süreçleri için süperkritik akışkan ekstraksiyonu en etkin yöntemdir. Süperkritik akışkanlar ile ekstraksiyon işlemi sona erdiğinde, basıncın düşürülmesi ile akışkan, çözünen maddeden kolaylıkla ayrılabilmektedir.

Temel Prensip: Süperkritik Akışkan

Saf bir maddenin sıcaklığı kritik sıcaklığının, basıncı ise kritik basınçının üzerine çıktığında katı, sıvı ve gaz fazlarından daha farklı yeni bir bölge ortaya çıkar ve bu bölgedeki akışkan “Süperkritik Akışkan” olarak tanımlanır. (örn: CO₂ Faz Diyagramı)

KRİTİK SICAKLIK (Tc): Her gaz için öyle bir sıcaklık vardır ku bu sıcaklığın üstünde ne kadar yüksek basınç uygulanırsa uygulansın gaz sıvılaştırılamaz.

KRİTİK SICAKLIK (Pc): Bir gazı kritik sıcaklığında sıvılaştırmak için gerekli minimum basınçtır.

ÜLKEMİZDE SÜPERKRİTİK AKIŞKAN EKSTRAKSİYON SİSTEMİ

Kalite, güven ve standardizasyonun önemli hale gelmeye başlamasıyla, Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon metodu, kimya ve diğer sektörlerde faaliyet gösteren firmalar tarafından son yıllarda oldukça rağbet görmeye başlamıştır. Firmaların yanısıra, üniversitelerde ilgili mühendislik bölümleri, akademik çalışmalara konu bazı deneysel çalışmaların yapılabilmesi için bünyelerinde bu cihazları bulundurma konusunda oldukça istekli olduklarından, ithalatçı firmalar ile sık sık görüşmeler yapmaktadırlar. Ancak fiyatların yüksek olması, üniversitelerin cihazları kolaylıkla satın almalarının önüne geçmektedir. Dünyada Süperkritik CO₂ Ekstraksiyon cihaz üreticisi olarak bilinen firmalar Türkiye’de distribütörlük yoluyla satış gerçekleştirmektedir.Firmamız, Türkiye’de İLK DEFA, akademik danışmanlık desteği ile Süperkritik CO₂ Ekstraksiyon cihazını yerli olarak üretimini gerçekleştirmiştir.

Gerek sektördeki imalatçı firmaların, gerekse üniversitelerin cihazın tedariki için ciddi meblağlar ödemek zorunda kalması, bizleri cihazın yerli olarak üretilmesi araştırmasına iten en önemli etkenlerdir. Projemizin, üniversite-sanayi iş birliği alanında iyi bir örnek olabilecek bir yapı olarak değerlendirebileceği kanaatini taşımaktayız.

ECZACILIK

• Doğal ürünlerden aktif bileşenlerin ekstraksiyonu,
• Biyokimyasal karışımların ayrılması,
• Tanecik tasarımı, yüksek basınç mikronizasyonu ve püskürtmeli kurutma,
• Kristalizasyon (kaplama)...
• Jeolojik oluşumlardan yağ ve gaz kazanımı…

GIDA

• Tıbbi ve aromatik bitki ekstraksiyonu,
• Çay ve kahveden kafeinin giderilmesi,
• Sütün pastörizasyon ve sterilizasyonu,
• Zeytin yağı ve ay çiçek yağı atıklarından değerli bileşiklerin ayrıştırılması,
• Tütünden nikotin ve katranın uzaklaştırılması,
• Yağlı çekirdeklerden yağ ekstraksiyonu,
• Aroma ekstraktlarının hazırlanması,
• Kolesterolün uzaklaştırılması,
• Narenciye sularının acılığının giderilmesi,
• Yağ ve aromaların fraksiyonlanması,
• Reçel sterilizasyonu…

POLİMER

• Polimerizasyon, polimerik köpüklerin üretimi,
• Polimerlerin fraksiyonlanması,
• Polimer işleme…

MALZEME

• İmplant malzemelerin sterilizasyonu,
• Mikro- ve nanotaneciklerin sterilizasyonu,
• Yağlanmış metal malzemelerin streilizasyonu…

ÇEVRE

• Sulu çözeltilerden organik atıkların uzaklaştırılması,
• Süreç akımlarından toksik malzemelerin uzaklaştırılması,
• Topraktan ağır metallerin uzaklaştırılması…

KİMYASAL İŞLEMLER

• Düşük buhar basınçlı yağların fraksiyonlanması veya saflaştırılması,
• Seramik işleme,
• Aktif karbon rejenerasyonu,
• Polar ve polar olmayan bileşenlerin ayrılması…

HİDROKARBON İŞLEMLERİ

• Kömür sıvılaştırma,
• Kömürden ve bitümden gazlaşabilir maddeler ve yağların ekstraksiyonu,
• Kalıntı ekstraksiyonu,
• Jeolojik oluşumlardan yağ ve gaz kazanımı…

YÜZEY İŞLEMLERİ

• Tekstil boyama (polietilen elyafları),
• Tekstil temizleme ve kuru temizleme

SÜPERKRİTİK AKIŞKAN EKSTRAKSİYONUNUN AVANTAJLARI

Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu; sahip olduğu avantajlar nedeniyle klasik çözücü ekstraksiyon yöntemlerinin yerini almaktadır.

• Isıya duyarlı bileşiklerin ayırma ve saflaştırma süreçleri için SC akışkan ekstraksiyonu en etkin yöntemdir.

• SC akışkan ekstraksiyonunda kullanılan akışkanlar inert çözücülerdir. Bu özelik, SC koşullarda gerçekleştirilen ekstraksiyon işlemlerinde herhangi bir hidroliz, oksidasyon yada bozunma tepkimesinin gözlenmez.

• SC akışkanın dolgulu kolon ekstraktöre sürekli olarak beslenmesi, ekstraksiyon işlemlerinde yürütücü kuvvetin artmasına neden olur, bu da kütle aktarım hızının artırır.

• SC akışkanların yüzey gerilimi çok düşük olduğundan, gözenekli katılara daha kolay girebilmektedir. Böylece artan kütle aktarım hızı işletme süresini azaltmakta.

• SC akışkanların çözme güçleri, sıcaklık yada basınç değerlerindeki küçük değişimler ile büyük ölçüde değişmektedir.

• SC akışkanlar ile ekstraksiyon işlemi sona erdiğinde, basıncın düşürülmesi ile akışkan, çözünen maddeden kolaylıkla ayrılabilmektedir. Bu yöntemde üründe çözücü kalıntısı kalmamakta ve yeni bir saflaştırma işlemine gereksinim duyulmamaktadır.

• Daha az çözücü harcanması ve özellikle SC akışkanlarla gerçekleştirilen ekstraksiyon işlemlerinde CO2 kullanılması, çevreye daha duyarlı işlemler ortaya koymuştur.

• Doğal ürünler bileşimlerinde düşük miktarlarda bulunan değerli endüstriyel ürünlerin ayırma işlemlerinde, SC akışkan ekstraksiyonu etkin bir süreçtir.

• SC akışkanlarla ekstraksiyon süreçlerinde kullanılan akışkan ekstraktöre tekrar geri beslenebilir ve çözücü kaybı azaltıldığından ekonomik bir ayırma sürecidir.