Hình 2.23. Biểu đồ pha nhiệt độ, áp suất

2 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL Hình 2.23. Biểu đồ pha nhiệt độ, áp suất 2.4.2. Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn (SFE) Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn là quá trình tách một thành phần chất cần chiết từ hỗn hợp như tế bào chất bằng dung môi siêu tới hạn. Quá trình tách chiết thường tách từ chất rắn nhưng cũng có thể tách từ chất lỏng. Trong quy mô nhỏ SFE có thể là bước chuẩn bị cho việc phân tích. Trong quy mô lớn SFE dùng để loại bỏ thành phần không mong muốn (caffeine) hoặc thu nhận các chất cần thiết (tinh dầu). CO là chất lỏng siêu tới hạn được sử dụng phổ biến. Điều kiện tạo ra CO2 siêu tới hạn là phải trên áp suất và nhiệt độ tới hạn (74bar, 274K). 2.4.2.1. Ưu điểm của phương pháp - Tính chọn lọc: Tính chất của chất siêu tới hạn có thể thay đổi nhờ vào việc thay đổi áp suất và nhiệt độ nên có thể tách chiết chọn lọc. Ví dụ tách chiết dầu dễ bay hơi thì chiết suất với áp lực thấp. Khi chiết xuất một thành phần mà muốn loạt bỏ chất béo thì chiết xuất ở áp lực cao với dung

169

môi CO2 tinh khiết. Sau đó bổ sung ethanol vào dung môi để loại bỏ 2 DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL phospholipids. - Tốc độ: Khuếch tán là cơ chế chính trong quá trình tách chiết dung môi cần phải khuếch tán vào matrix và chất cần chiết khuếch tán ra khỏi matrix. Chất lỏng siêu tới hạn khuếch tán nhanh hơn chất lỏng bình thường rất nhiều lần nên chiết xuất cũng nhanh hơn. Do không có sức căng bề mặt và độ nhớt thấp hơn nhiều so với chất lỏng bình thường nên SFE có thể dễ dàng xâm nhập vào matrix để tiếp cận với chất cần chiết. Nhờ vào tốc độ khuếch tán cao, độ nhớt thấp, không có sức căng bề mặt nên chất lỏng siêu tới hạn chỉ mất 10’ đến 60’ để khuếch tán trong khi đó dung môi hữu cơ phải mất nhiều giờ. 2.4.2.2. Hạn chế của phương pháp Chất lỏng siêu tới hạn yêu cầu áp lực và nhiệt độ cao nên đòi hỏi thiết bị cũng phải đáp ứng đủ điều kiện dẫn đến chi phí tăng. CO2 là chất không phân cực nên gặp khó khăn khi hòa tan chất có cực. Các chất hỗ trợ có thể được bổ sung như ethanol. Nó giúp chọn lọc chất cần chiết song làm giảm một số lợi ích. 2.4.2.3. Chất lỏng siêu tới hạn CO CO2 được sử dụng phổ biến trong việc loại bỏ caffeine. Đây là vấn đề khá được quan tâm. CO2 siêu tới hạn phải đi qua hạt cà phê xanh sau đó dùng nước áp lực cao để loại bỏ caffeine. Caffeine được tách ra bằng cách cho nước đi qua than hoạt tính, chưng cất, kết tinh, thẩm thấu ngược để bán cho các công ty giải khát. CO2 siêu tới hạn có thể dùng để như dung môi để làm sạch và làm khô dung môi truyền thống hydrocarbon và perchloroethylene. Ngoài ra, CO2 siêu tới hạn có thể sử dụng chưng cất tinh dầu và thảo dược. Ưu điểm chính của nó là không độc hại, không cháy. Hơn nữa tách chất cần chiết ra khỏi dung môi dễ dàng hơn dung môi hữu cơ truyền thống là hạ áp suất cho nó bay hơi và thu hồi bằng cách ngưng tụ. Lợi thế của nó còn hơn nước ở chỗ có thể tách sáp ra khỏi các loại dầu ở nhiệt độ thấp.

170