La « magie» de l'extraction supercritique provient des propriétés physiques uniques du dioxyde de carbone (co₂) à l'état supercritique. Lorsque la température du co₂ dépasse 31,1 ° C et la pression dépasse 7,38 MPa, il entre dans un état supercritique, où sa densité est proche de celle du liquide et sa viscosité proche de celle du gaz, combinant perméabilité au gaz et solubilité au liquide. Cette caractéristique fait du co₂ un solvant d'extraction très efficace, capable de pénétrer profondément dans les micropores du matériau, de dissoudre et d'extraire les composants cibles.
Mécanisme clé de la transformation du co₂ en solvants forts:
Solubilité réglable: la solubilité du co₂ supercritique varie considérablement avec les variations de pression et de température. En ajustant la pression, il est possible de contrôler sa capacité de dissolution pour différentes substances polaires. Par exemple, les substances faiblement polaires sont extraites préférentiellement à basse pression et, à mesure que la pression augmente, les composants plus polaires et de poids moléculaire plus élevé sont progressivement extraits. Cette sélectivité permet au co₂ d'extraire avec précision la substance cible tout en évitant le mélange d'impuretés.
Avantages de l'opération à basse température: l'extraction supercritique peut être effectuée dans des conditions proches de la température ambiante (35 - 40 ° c), empêchant efficacement l'oxydation et l'évapotranspiration des substances sensibles à la chaleur telles que les parfums volatils, les ingrédients actifs. Par exemple, lors de l'extraction d'un arôme naturel, les propriétés cryogéniques du co₂ permettent de préserver intégralement la saveur et l'activité originales de l'arôme.
Protection de l'environnement et sécurité: le co₂ est non toxique, inodore, incombustible et ne réagit pas chimiquement lors de l'extraction, évitant ainsi l'empoisonnement et la pollution de l'environnement que peuvent apporter les solvants organiques traditionnels. De plus, le co₂ est facile à purifier et à recycler, ce qui réduit encore les coûts.
Exemples d'applications: la technologie d'extraction au co₂ supercritique a été largement utilisée dans les domaines de l'alimentation, de la médecine, des cosmétiques, etc. Par exemple, lors de l'extraction d'ingrédients actifs tels que les flavonoïdes, les alcaloïdes, etc. à partir de plantes, le co₂ est capable de dissoudre efficacement ces substances tout en évitant que les températures élevées ne détruisent leur structure, ce qui conduit à un extrait de haute pureté et de haute qualité.