Operaciones Unitarias Unidad 3 Extraccion

PROFESORA: Beatriz Gabriel Salmerón

UNIDAD 3

“EXTRACCIÓN”

EQUIPO N° 3 

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Josue Alvarez Galeana Irma Yuridia Manzano Suastegui Claudia Arlethy Morales Calixto

ACAPULCO GRO. 07 DE MARZO DEL 2011

3.1 Extracción liquido-liquido

La extracción extracción líquido-líq líquido-líquido, uido, también también conocida conocida extracció extracción n de disolvent disolvente e, es un proces proceso o químic químico o emplea empleado do para para separa separarr una mezcla mezcla utiliza utilizando ndo la difere diferenci ncia a de solubilidad de sus componentes entre dos líquidos no miscibles. Ej: agua-cloroformo, eter-agua. Este Este proc proces eso o tamb tambié ién n se le cono conoce ce como como extr extrac acci ción ón liqu liquid ida a o extr extrac acci ción ón con con disolvente; sin embargo, este último término puede prestarse a confusión, porque también se aplica a la lixiviación de una sustancia soluble contenida en un sólido. Ya que la extracción líquido-líquido involucra transferencia de masa de una fase líquida a una segunda fase líquida inmiscible, el proceso se puede realizar en varias formas. El ejemplo más sencillo involucra la transferencia de una mezcla de dos compuestos a una segunda fase líquida inmiscible. Un ejemplo es la extracción líquido-líquido de una impureza contenida en el agua de desperdicio mediante un diso disolv lven ente te orgá orgáni nico co.. Esto Esto es simil similar ar al agot agotam amie ient nto o o abso absorc rció ión n en la que que se transfiere masa de una fase a otra. La transferencia del componente disuelto (soluto ( soluto)) se puede mejorar por la adición de agentes saladores a la mezcla de alimentación o la adición de agentes "formadores de complejos" al disolvente de extracción. En algunos casos se puede utilizar una reacción química para mejorar la transferencia como por ejemplo, el empleo de una solución cáustica acuosa (como una solución de hidróxido de sodio), para extraer  fenoles de una corriente de hidrocarburos. Un concepto más complicado de la extracción líquido-líquido se utiliza en un proceso para separar completamente dos solutos. Un disolvente primario de extracción se utiliza para extraer uno de los solutos presentes en una mezcla (en forma similar al agotamiento en destilación) y un disolvente lavador se utiliza para depurar el extracto libre del segundo soluto (semejante a la rectificación en destilación). La extracción líquido-líquido es, junto a la destilación, la operación básica más importante en la separación de mezclas homogéneas líquidas. Consiste en separar  una o varias sustancias disueltas en un disolvente mediante su transferencia a otro disolvente insoluble, o parcialmente insoluble, en el primero. La transferencia de materia se consigue mediante el contacto directo entre las dos fases líquidas. Una de las fases es dispersada en la otra para aumentar la superficie interfacial y aumentar el caudal de materia transferida. En una operac operación ión de extrac extracció ción n líquid líquido-lí o-líqui quido do se denomi denomina na alimen alimentac tación ión a disolución cuyos componentes se pretende separar, disolvente de extracción líquido que se va a utilizar para separar el componente deseado, refinado a alimentación ya tratada y extracto a la disolución con el soluto recuperado. En Figura 1 se muestra un esquema de las corrientes implicadas en la operación

la al la la

3.1.1.1 Importancia de la extracción liquido-liquido

La implantación de la operación de extracción líquido-líquido a gran escala en procesos industriales fue más tardía que el resto de operaciones, destilación y absorción. Sin embargo la importancia del proceso de extracción líquido-líquido ha ido en aumento debido a la creciente demanda de productos sensibles a la temperatura, mayores requerimientos de pureza, equipos más eficientes y la disponibilidad de disolventes más selectivos. La extracción líquido-líquido presenta una amplia aplicación en la industria del petróleo para separar alimentaciones líquidas en función de su naturaleza química más que por su peso molecular o la diferencia de volatilidad. Como ejemplo se tiene la separación entre hidrocarburos aromáticos, alifáticos y nafténicos. Otras aplicaciones se pueden encontrar en: - la industria bioquímica como la separación de antibióticos y la recuperación de proteínas de sustratos naturales. - la extracción de metales como la recuperación del cobre de soluciones amoniacales y separaciones de metales poco usuales y de isótopos radiactivos en elementos combustibles gastados. - la industria química inorgánica para recuperar compuestos tales como ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio de soluciones acuosas. - recuperación de compuestos aromáticos como fenol, anilina o compuestos nitrogenados de las aguas de desecho, ya que constituyen una fuente contaminante. - recuperación de productos sensibles al calor  - recuperación de compuestos orgánicos del agua como formaldehido, ácido fórmico y ácido acético

Cuando la separación por destilación es ineficaz o muy difícil, la extracción líquidolíquido es una de las alternativas a considerar. Mezclas con temperaturas de ebullición próximas o sustancias que no pueden soportar la temperatura de destilación, aun operando a vacío, con frecuencia se separan de las impurezas por  extracción, que utiliza diferencias de estructura química en vez de diferencias de volatilidad. Por ejemplo, en la obtención de la penicilina se recupera del caldo de fermentación por extracción con un disolvente, tal como acetato de butilo, después de disminuir el pH para obtener un coeficiente de partición favorable. El disolvente se trata después con una disolución tampón de fosfato para extraer la penicilina del disolvente y obtener una disolución acuosa purificada, a partir de la cual se obtiene eventualmente la penicilina por secado. La extracción también se utiliza para recuperar ácido acético de disoluciones diluidas; la destilación sería posible en este caso, pero la etapa de extracción reduce considerablemente la antidad de agua que es preciso destilar. no de los principales usos de la extracción es separar los productos del petróleo que tienen diferente estructura química pero aproximadamente el mismo intervalo de ebullición. Las fracciones de aceite lubricante (Te. > 300 “C) se tratan con disolventes polares de baja temperatura de ebullición tales como fenol, furfural o metilpirrolidona, para extraer los aromáticos y dejar que el aceite contenga fundamentalmente parafinas y naftenos. Los aromáticos tienen malas características viscosidad-temperatura, pero no pueden separarse por  destilación debido a que se solapan los puntos de ebullición. En un proceso similar, los aromáticos se extraen del reformado catalítico utilizando un disolvente polar de alta temperatura de ebullición y después se destila el extracto para dar benceno, tolueno y xilenos puros que se utilizan como productos químicos intermedios. Un excelente disolvente para este fin es el compuesto cíclico C,H,S02 (sulfolano), que tiene una elevada selectividad para aromáticos y una volatilidad muy baja (Te. 290 “C). Cuando pueden utilizarse indistintamente la destilación y la extracción, generalmente se elige la destilación, a pesar de que se requiere calefacción y refrigeración. En extracción es preciso recuperar el disolvente (generalmente por destilación)para su reutilización y la operación combinada es más compleja y, con frecuencia, más costosa que la destilación sola sin extracción. Sin embargo, la extracción ofrece

mayor flexibilidad en la selección de las condiciones de operación, ya que el tipo y cantidad de disolvente, así como la temperatura de operación, se pueden variar a voluntad. En este sentido la extracción se parece más a la absorción de gases que a la destilación. En muchos problemas la elección entre los métodos a utilizar se basará en un estudio comparativo de destilación y extracción. a extracción puede utilizarse para separar más de dos componentes y en algunas aplicaciones se requiere una mezcla de disolventes en vez de un solo disolvente. Estos métodos más complicados no se tratan en este libro. 3.1.1.2 Características del disolvente de extracción ideal

La extracción de un componente de una mezcla disuelta en un determinado disolvente se puede conseguir añadiendo otro disolvente que cumpla las siguientes condiciones. 



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Que no sea miscible con el otro disolvente. El disolvente de extracción debe ser inmiscible con la disolución a extraer. El agua o una disolución acuosa suele ser uno de los disolventes implicados. El otro disolvente es un disolvente orgánico. Que el componente deseado sea más soluble en el disolvente de extracción que en el disolvente original. Que el resto de componentes no sean solubles en el disolvente de extracción. Que sea suficientemente volátil, de manera que se pueda eliminar fácilmente del producto extraído mediante destilación o evaporación. Que no sea tóxico ni inflamable, aunque, desgraciadamente hay pocos disolventes que cumplan los dos criterios: hay disolventes relativamente no tóxicos pero inflamables como el hexano, otros no son inflamables pero sí tóxicos como el diclorometano o el cloroformo, y otros son tóxicos e inflamables

Tabla de disolventes de extracción comúnmente utilizados

Nombre

Fórmula

Densidad (g/mL)1

Punto de ebullición

Peligrosidad

(ºC)

Éter dietílico Hexano Benceno Tolueno Acetato de etilo Diclorometano Cloroformo Tetracloruro de carbono 1

Disolventes de extracción menos densos que el agua (CH3CH2)2O 0,7 35 Muy inflamable, tóxico C6H14 ≈ 0,7 > 60 Inflamable C6H6 0,9 80 Inflamable, tóxico,

C6H5CH3 CH3COOCH2CH3

0,9 0,9

111 78

carcinógeno Inflamable Inflamable, irritante

Disolventes de extracción más densos que el agua CH 2Cl2 1,3 41 Tóxico CHCl3 1,5 61 Tóxico CCl4 1,6 77 Tóxico

La densidad del agua es 1,0 g/mL, y la de la disolución acuosa saturada de NaCl es 1,2 g/mL.

3.1.1.3 Equipo de extracción

El equipo de extracción puede operar por cargas o de forma continua. Una cierta cantidad de alimentación puede mezclarse con una cantidad determinada de disolvente en un tanque agitado y después se dejan decantar las fases y se separan. El extracto es la capa de disolvente más el soluto extraído y el refinado es la capa de la que se ha separado el soluto. El extracto puede ser más o menos denso que el refinado, de forma que el extracto unas veces puede salir por la parte superior del equipo y otras por el fondo.La mayor  parte del equipo de extracción es continuo con sucesivas etapas de contacto o bien con contacto diferencial. Tipos representativos son mezcladores-sedimentadores, torres verticales de diferentes tipos que operan con flujo por gravedad, extractores de torre agitada y extractores centrífugos

Mezcladores-sedimentadores. El mezclador puede ser un pequeño tanque agitado

equipado conlíneas de entrada y salida, así como placas deflectoras para evitar la formación decortocircuitos; también puede ser una bomba centrífuga u otro mezclador de flujo. Es muy frecuente el uso de un tanque que contiene un agitador de rodete o turbina. Los tiempos de mezcla y sedimentación que se requieren para una extracción determinada solamente se pueden obtener por experimentación; son típicos 5 minutos para mezcla y 10 minutos para decantación, y frecuentes tiempos mucho mayores y menores. Torres de pulverización y de relleno para extracción. Estos extractores de torre operan

con contacto diferencial y no por etapas, teniendo lugar la mezcla

Torres de platos perforados. La redispersión de las gotas de liquido se puede

realizar también por medio de platos perforados transversales, análogos a los de destilación que se han descrito en el Capítulo 17. Las perforaciones en una torre de extracción son de l$ a 4i mm de diámetro. El espaciado entre los platos varía desde 6 hasta 24 pulg (150 a 600 mm). Generalmente el líquido ligero es la fase dispersa y los conductos de descenso permiten el paso de la fase continua de un plato. a otro. Tal como muestra la Figura 19.8a, el líquido ligero se recoge formando una delgada capa debajo de cada plato y se proyecta en forma de chorros en el interior del líquido pesado situado encima. En la Figura 19.8b se muestra un diseño modificado, en el que las perforaciones solamente existen en un lado del plato, alternando a la derecha y a la izquierda de un plato a otro.

Casi toda la extracción tiene lugar en la zona de mezcla situada encima de las perforaciones, con el líquido ligero (aceite) ascendiendo y acumulándose en un espacio debajo del plato superior, fluyendo entonces transversalmente sobre un vertedero hasta la siguiente serie de perforaciones. El líquido pesado que forma la fase continua (disolvente) pasa horizontalmente desde la zona de mezcla hasta la

zona de sedimentación, donde las finas gotas de líquido ligero tienen oportunidad de separarse y ascender hacia el plato superior. Con frecuencia este diseño reduce grandemente la cantidad de aceite que es arrastrado hacia abajo por el disolvente y aumenta la eficacia del extractor. Torres de placas. Estas torres de extracción contienen una serie de placas

flectoras horizontales. El líquido pesado fluye por encima de cada placa y cae a la inferior; el líquido ligero fluye por debajo de cada placa y se proyecta hacia arriba desde el borde a través de la fase pesada. Los dispositivos más frecuentes son los de discos y anillos así como los de placas segmentadas, que van de un lado a otro. En ambos tipos el espaciado entre las placas es de 4 a 6 pulg (100 a 150 mm). Las torres de placas no contienen pequeñas perforaciones que puedan obstruirse o aumentar de diámetro por la corrosión. Pueden tratar disoluciones que contienen sólidos en suspensión. Una modificación de las torres de discos y anillos están equipadas con rasquetas con el fin de separar los sólidos que se depositan sobre las placas. Puesto que el flujo del liquido es suave y llano, sin cambios bruscos de velocidad y dirección, las torres de placas son muy convenientes para líquidos que se emulsifican fácilmente. Sin embargo, por la misma razón, no son mezcladores eficaces y cada placa equivale solamente a 0,05 a 0,l etapa ideal12. Extractores de torre agitada. Los mezcladores-sedimentadores comunican energía

mecánica para la mezcla de dos fases líquidas, pero los extractores de torre descritos hasta ahora no, sino que dependen del flujo por gravedad tanto para la mezcla como para la separación. En algunos extractores de torre se comunica energía mecánica por medio de turbinas interiores u otros agitadores, instalados sobre un eje central rotatorio. En el contactor de discos rotatorios que se muestra en la Figura 19.94 discos planos dispersan el líquido y lo impelen hacia la pared de la torre, donde anillos estáticos crean zonas de reposo en las que se separan las fases. En otros diseños hay zonas de mezcla separadas por zonas de calma para dar lugar, de hecho, a un sistema de mezcladores-sedimentadores unos encima de otros. En el extractor de York-Scheibel que se representa en la Figura 19.9b, las regiones que rodean a los agitadores están rellenas con tela metálica para favorecer  la coalescencia y separación de las fases. La mayor parte de la extracción tiene lugar en las secciones de mezcla, aunque también se produce algo en las secciones de calma, de forma que la eticacia de cada unidad de mezclador-sedimentador es a veces superior al 100 por 100. Cada mezclador-sedimentador tiene una altura

típica de 1 a 2 pies, de forma que pueden obtenerse varios contactos teóricos con una altura razonablemente corta de columna. Sin embargo, el problema demantenimiento de las partes móviles interiores, especialmente con líquidos corrosivos,puede constituir una seria desventaja. Columnas pulsadas. La agitación puede también comunicarse por medios

externos,tal como ocurre en las columnas pulsadas. Una bomba alternativa «pulsa» todo el contenido de la columna a intervalos frecuentes, de forma que un rápidomovimiento alternativo de amplitud relativamente pequeña se superpone al flujo ordinario de las fases líquidas. La torre puede ser de relleno ordinario o de platos perforados. En una torre de relleno la pulsación dispersa los líquidos y suprime la canalización, de forma que mejora considerablemente el contacto entre las fases. En las torres de platos perforados, las perforaciones son más pequeñas que en las torres no pulsadas, oscilando entre 1,5 y 3 mm de diámetro, con un área abierta total en cada plato de 6 a 23 por 100 de la sección transversal de la torre. Estas torres se utilizan casi siempre para tratar líquidos radiactivos altamente corrosivos.No utilizan conductos de descenso. En el comportamiento ideal, la

pulsación provoca la dispersión del líquido ligero en la fase pesada durante la carrera ascendente y la fase pesada se proyecta en la fase ligera durante la carrera escendente. En estas condiciones la eficacia de las etapas puede ser del 70 por  100. Sin embargo, esto es posible solamente cuando los volúmenes de las dos fases son aproximadamente iguales y cuando casi no hay variación de volumen durante la extracción. En el caso más frecuente las sucesivas dispersiones son menos eficaces y hay retromezcla de una fase en una dirección, con lo cual la eficacia de los platos disminuye en un 30 por 100. En columnas pulsadas, tanto de relleno como de platos perforados, la altura que se requiere para obtener un determinado número de contactos teóricos es con frecuencia menor de la tercera parte que la correspondiente a una columna no pulsada”. Extractores centrífugos. La dispersión y separación de la fase se puede acelerar 

grandemente por medio de la fuerza centrífuga y es utilizada por varios extractores comerciales. El extractor Podbielniak contiene una cinta perforada situada en el interior de una pesada carcasa metálica, que va arrollada en espiral alrededor de un eje hueco horizontal, a través del cual entran y salen los líquidos. El líquido ligero se bombea hasta la parte exterior de la espiral a una presión comprendida entre 3 y 12 atm para vencer la fuerza centrífuga, mientras que el l íquido pesado se introduce por  el centro. Los líquidos fluyen en contracorriente a través del paso formado por la cinta y las ‘paredes de la carcasa. El líquido pesado se mueve hacia fuera a lo largo de la cara externa de la espiral, mientras que el ligero es forzado por desplazamiento a fluir hacia dentro a lo largo de la cara interna. Se genera un elevado esfuerzo cortante en la interfase líquidolíquido dando lugar a una rápida transferencia de materia. Además, algo de líquido se proyecta a través de las perforaciones de la cinta y aumenta la turbulencia. En una sola máquina se pueden conseguir hasta 20 contactos teóricos, si bien lo más frecuente es de 3 a 10 contactos. Los extractores centrífugos son caros y encuentran una aplicación relativamente limitada. Tienen las ventajas de producir muchos contactos teóricos en un pequeño espacio y tener  tiempos de residencia muy pequeños, del orden de 4. Son muy valiosos para la extracción de productos sensibles tales como vitaminas y antibióticos. 3.1.1.4 Equilibrio ternario. Diagramas en coordenada triangular y rectangular 

En el diseño de una operación de extracción líquido-líquido suele considerarse que el refinado y el extracto se encuentran equilibrio. Los datos de equilibrio que deberán manejarse serán como mínimo los correspondientes a un sistema ternario (dos disolventes y un soluto), con dos de los componentes inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí. Una de las formas más habituales de recoger los datos de equilibrio en sistemas ternarios son los diagramas triangulares. En la Figura 2 se muestra un diagrama triangular equilátero. Los vértices del triángulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondería a una mezcla binaria y un punto en el interior del triángulo representaría una mezcla ternaria. La composición de una mezcla puede determinarse por lectura directa en el diagrama, tal como muestra la Figura 2. La concentración de los componentes en el diagrama se muestra como fracción molar o fracción másica.

En los sistemas de interés para la extracción líquido-líquido los dos disolventes implicados son inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre sí. Es decir, su mezcla en las proporciones adecuadas puede dar lugar a la formación de dos fases. Además, la presencia de un soluto modifica la solubilidad de un disolvente en otro. Para representar  este comportamiento, y poder conocer si a una determinada mezcla le corresponden una o dos fases, los diagramas triangulares líquido-líquido presentan la denominada curva binodal o de solubilidad (Figura 3). Una mezcla representada por un punto situado por encima de la curva binodal estará constituida por una sola fase. Por el contrario, a una mezcla situada por debajo de la curva binodal le corresponden dos fases. Las dos fases en equilibrio se encuentran ligadas por una recta de reparto. La recta de reparto pasa por el punto mezcla y sus extremos sobre la curva binodal indican la concentración de las dos fases en equilibrio (Figura 3).

Cálculo de operaciones de extracción.

Las operaciones de extracción pueden calcularse sobre un diagrama ternario. Sea una corriente de alimentación F, constituida por una disolución de un soluto C en un disolvente A, y una corriente de disolvente S, constituida por disolvente B puro. Ambas corrientes pueden situarse en el diagrama ternario tal como se indica en la Figura 4. En el equipo de extracción F y S son mezcladas para obtener una mezcla

bifásica. El punto mezcla, M, es la suma de F y S, es decir, es combinación lineal de ellas, por lo que se encontrará situado sobre la recta que une F y S. Para situar el punto M bastará con resolver el balance de materia y calcular su composición. Equilibrio, la composición de las corrientes de refinado, R, y extracto, E, obtenidas vendrá dado por los extremos de la recta de reparto que pasa por el punto mezcla.

Es habitual que en una sola etapa de extracción no se logre la separación deseada, por lo que es refinado puede someterse a sucesivas etapas de extracción. Si las siguientes etapas de extracción se realizan con disolvente puro el procedimiento de cálculo sobre el diagrama ternario es idéntico al descrito. Así, por ejemplo, en la segunda etapa el punto mezcla sería combinación lineal de R y S. 1.2. Extracción de una etapa

F estará constituido por el líquido A y el soluto que tenga disuelto C. xF fracción en peso de C en la alimentación S disolvente, va a estar compuesto mayoritariamente por el compuesto B yS fracción en peso de C en el disolvente. Si el disolvente es puro yS = 0 Mezclamos F y S, tiene lugar una transferencia de materia hasta el equilibrio parte va al refinado y parte al extracto. y1, x1 composiciones en el equilibrio, son los extremos de las líneas de unión o de reparto y1 fracción en peso de C en E1 x1 fracción en peso de C en R1 Estamos considerando una etapa teórica o ideal porque las composiciones del refinado y del extracto están en equilibrio.

Le damos el tiempo necesario para que el soluto se distribuya entre las dos fases y tengamos dos fases inmiscibles. La línea de unión que pasa por M, nos va a determinar R1 y E1, que estarán situados en la curva binodal. Las cantidades de R1 y E1 las podremos obtener aplicando la regla de la palanca. 3.1.2.1. Balance de materia

Ecuación básica de un balance: E - S + G - D = A E = entra S = sale G = genera D = desaparece A = acumula Si no hay reacción química G = 0 y D = 0 En estado estacionario A = 0 Por tanto nos queda que E = S Balances de materia B.M. total F + S = M1 = E1 + R1 B.M. ac F xF + S yS = M1 xM1 = E1 y1 + R1 x1 Localización de M1: Regla de la palanca Balances de materia BM total F + S = M1 BM aC F xF + S yS = M1 xM1 • •

Si por ejemplo xM1 = 0.25 25% C se traza la horizontal entre la mezcla C y A y obtendremos el punto. Para determinar la cantidad de disolvente que hay que añadir para situar el punto de mezcla en un lugar determinado: Dividimos la ecuación por F y nos queda: Cantidades de E1 y R1 Regla de la palanca •

•

Balances de materia.

BM total M1 = E1 + R1 ; R1 = M1 - E1 BM aC M1 xM1 = E1 y1 + (M1 - E1) x1 M1 xM1 = E1 y1 + M1 x1 - E1 x1 M1 (xM1 - x1) = E1 (y1 - x1)

(*) x1, y1 los sacaremos del gráfico 3.1.2.2. Rendimiento de Extracción

% DE EXTRACCION = 100 – (1 / (DV/V) + 1) x 100 D=CONCENTRACION TOTAL DE SOLUTO EN CONCENTRACION TOTAL DE SOLUTO EN DISOLVENTE 1 3.1.3. Extracción de Etapas múltiples

EXTRACCIÓN EN VARIAS ETAPAS A CORRIENTE CRUZADA

Para una etapa n: B. M. total Rn-1 + Sn = En + Rn = Mn B. M. ac Rn-1 · xn-1 + Sn yS = Mn xMn = En yn + Rn xn

DISOLVENTE

2/

R1 fase rica en A R3 refinado final E1 fase rica en B E3 Extracción del compuesto 3.1.3.1. Formas de operación

•

Se realiza un balance para saber donde tenemos que situar la composición de la mezcla.

•

M1 composición de la mezcla que da la etapa 1. Tenemos que interpolar la línea de unión que pasa por el punto M1. De sus extremos obtendremos la composición del extracto y del refinado.

•

Unimos el refinado R1 con el disolvente. Según las características (calculando mediante balances de materia), situamos el punto M2. Interpolamos la línea de unión que pasa por M2 y en sus extremos situamos el extracto E2 y el refinado R2.

•

Unimos el refinado R2 con el disolvente y en función de sus características situamos el punto M3. Interpolamos la línea de unión determinando las composiciones del extracto E3 y del refinado R3.

3.3.1.-introducción

La industria agroalimentaria está buscando la mejor técnica de separación para obtener extractos naturales de gran pureza, que son utilizados en una gran diversidad de aplicaciones; al mismo tiempo, es necesario garantizar que tanto los productos extractados como los extractos en sí no provoquen riesgos para la salud pública y que sean de una calidad excelente. Las tecnologías actuales para la obtención de extractos alimentarios generalmente utilizan disolventes orgánicos, que comportan un riesgo debido a su toxicidad, a su poder inflamable y a los residuos que generan. Por este motivo, se están desarrollando nuevas tecnologías más respetuosas con el medio ambiente, que no representan ningún riesgo para la salud y garantizan una calidad superior de los productos.

La extracción con fluidos supercríticos es una técnica de separación de sustancias disueltas o incluidas dentro de una matriz, basada fundamentalmente en la capacidad que tienen determinados fluidos en estado supercrítico (FSC) de modificar su poder disolvente. El poder disolvente de los FSC puede ser elevado, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura aplicadas que permiten la disolución selectiva de sustancias determinadas en el FSC. Las sustancias seleccionadas se separan fácilmente del fluido supercrítico. La extracción se realiza sin cambios de fase, simplemente variando las condiciones de presión y/o temperatura de l os FSC. 3.3.1.1.-Importancia y aplicaciones

Extracción Los FSC presentan ventajas en los procesos de extracción, ya que al comportarse como un líquido facilita la disolución de los solutos, a la vez que, su comportamiento como gas permite una fácil separación de la matriz. Esto conlleva un proceso de extracción más rápido, eficiente y selectivo que en el caso de la extracción líquidolíquido. Además, se pueden usar "disolventes verdes" como el CO 2 evitando el uso de los habituales disolventes clorados de las extracciones líquido-líquido. Cromatografía de fluidos supercríticos La cromatografía de fluidos supercríticos es un híbrido entre la cromatografía de líquidos y de gases, permite la separación de compuestos que no permiten las otras técnicas, como compuestos no volátiles o térmicamente inestables. La fase móvil es el FSC, siendo el CO2 supercrítico una de las más adecuadas. Los productos finales obtenidas por esta técnica son de gran pureza, pero el coste de los mismos es elevado, por lo que su aplicación se centra en productos de gran valor añadido como los de la industria farmacéutica. Reacciones en fluidos supercríticos Gracias a su alta difusividad y a la alta miscibilidad con distintos gases los FSC permiten llevar a cabo tanto reacciones homogéneas como heterogéneas. La velocidad y selectividad de las mismas pueden modularse a través de la presión. En cuanto a las reacciones homogéneas se pueden destacar algunas ventajas como que los fluidos supercríticos aumentan la velocidad de reacción y la selectividad como resultado de la alta solubilidad de los reactivos gaseosos en FSC, la alta difusión de los solutos y los débiles efectos de solvatación del FSC. Se consigue, además, una mejor separación de los reactivos que no han reaccionado, del catalizador y de los productos después de la reacción, éstos últimos se pueden recuperar libres de disolvente y de residuos. El desarrollo de las reacciones catalíticas en fase homogénea utilizando FSC depende de la disponibilidad de catalizadores solubles en este medio, para ello es necesario que el metal que actúe

de catalizador esté coordinado a ligandos solubles en el medio supercrítico. Un ejemplo de reacción que se puede llevar a cabo en CO 2 es la hidrogenación, el H2 es totalmente soluble en el disolvente (tiene baja solubilidad en los disolventes convencionales) lo que mejora la velocidad de la reacción. También se pueden llevar  a cabo reacciones de oxidación, polimerización o formación de enlaces carbonocarbono. Producción de Biodiesel El uso de metanol supercrítico permite la síntesis de biodiesel sin necesidad de utilizar catalizador. Con esta estrategia se evitan algunos de los problemas presentes en la síntesis tradicional (formación de jabones por la presencia de ácidos grasos libres o los inconvenientes de la separación del catalizador). Además se evitan las etapas de separación y purificación con el ahorro económico y energético que esto conlleva. También se mejora la transferencia de materia (sólo se trabaja en una fase) y por lo tanto la reacción es más rápida. Dióxido de carbono como fluido supercrítico De entre los fluidos supercríticos más usuales el que más se encaja con todas estas propiedades es el CO 2, con la salvedad de su apolaridad que, en principio, limita su poder solvente para sustancias polares. Como todas las sustancias, el CO 2 es susceptible de ser  polarizado al variar la densidad, es decir, al variar la presión y la temperatura. Pero la polarizabilidad del CO2 es mucho menor que la de los hidrocarburos, por ejemplo, para conseguir una polarizabilidad por unidad de volumen que sea comparable a la del ciclohexano líquido se necesita una presión de 2700 bar y 45 °C. Existe una alternativa al uso de condiciones tan extremas que consiste en la adición de pequeñas cantidades (