초임계추출(Supercritical Fluid Extraction, SFE)
A. 정의
보통의 온도, 압력에서는 기체와 액체가 되는 물질도 일정한 온도, 압력의 한계를 넘으면 증발과정이 일어나지 않아서 기체와 액체를 구별할 수 없는 상태, 즉 임계상태가 된다.
이 상태에 있는 유체를 초임계유체라 한다.
초임계유체는 액체와 유사한 밀도와 기체에 가까운 낮은 점도를 가지며, 용해성 및 확산도가 높고 표면장력이 없기 때문에 물질 내부로의 높은 침투력을 가진다.
또한 초임계유체는 압력과 온도를 변화시킴으로써 밀도를 이상기체에 가까운 상태에서 액체 밀도에 가까운 상태까지 연속적으로 변화시킬 수 있으며, 이러한 물성조절의 용이성을 반응과 분리공정에 사용하여 물질을 분리하는 기술을 초임계추출이라 한다.
B. 단계
1) 추출단계 : 시료와 초임계유체 용매가 서로 접촉하여 용해도의 차이에 의하여 시료 중의
가용성분이 초임계유체에 용해된다.
2) 분리단계 : 추출단계에서 나오는 용질을 함유한 초임계유체가 온도와 압력에 의해
분리된다.
C. 장점
1) 열에 민감한 천연향과 유효성분, 항산화성분 등의 손실을 최소화 하여 추출할 수 있다.
2) 용기용매가 포함되지 않은 제품을 얻을 수 있다.
3) 추출단계에서 작업조건(온도, 압력)을 조정, 초임계유체의 용해도를 변경시켜 시료 중
특정성분에 대한 선택적 추출이 가능하여 용매의 회수가 용이하다.
4) 일반 유기용매보다 낮은 증발열로 인하여 회수 에너지가 작다.
5) 비교적 간단한 공정단계로 고순도의 제품을 얻을 수 있다.
D. 단점
1) 장치투자에 초기 자본이 많이 든다.
2) 추출 수율이 낮아서 초임계유체를 재순환 시켜야 한다.
E. 초임계유체로 이산화탄소(CO2)가 많이 쓰이는 이유
1) 낮은 임계온도(31도)와 임계압력(73.8bar)으로 인해 적은 에너지로 초임계유체를
만들 수 있다.
2) 독성이 없고 불연성이며, 비활성 물질로 인체 및 환경에 무해하여 부식성이 없다.
3) 공정에서 순환하여 재사용이 가능하며, 운전비용이 저렴하다.
4) 일반 유기용매 및 물보다 높은 확산계수를 가지고 있어 반응시간이 짧다.
5) 고순도의 이산화탄소를 쉽게 구할 수 있으며, 가격이 싸다.
F. 활용
1) 커피의 카페인 제거
2) 어유나 간유 등 동물유지 추출
3) 대두유나 옥배유 등 식물유지 추출
4) 식물색소의 추출 및 탈색
5) 약품원료의 농축 및 정제
6) 효모 및 균체 생성물의 추출
저희 (주) 포스엔텍에서는 고객의 요구에 맞추어 다양한 성능 및 사양의 초임계추출장치, 초임계 이산화탄소 응용장치를 제작하고 있습니다.고압의 사용에 따른 안전확보는 기본이기 때문에 K.S규격 및 ASME 규격에 따라 압력용기가 설계되고, 법적 검사대상품목의 경우에는 국가공인기관(한국가스안전공사, KOSHA 등)의 안전검사를 득합니다.
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