استخراج با دی اکسید کربن فوق بحرانی (Super Critical CO2 Extraction) یک فرایند پیشرفته و محبوب برای استخراج مواد موثر از گیاهان دارویی است. این روش از دی‌اکسید کربن در حالت فوق بحرانی استفاده می‌کند، یعنی در شرایطی که دی‌اکسید کربن هم خصوصیات مایع و هم خصوصیات گاز را دارد. این حالت در فشار و دمای بسیار بالا اتفاق می‌افتد.
در این روش، دی‌اکسید کربن فوق بحرانی به عنوان حلال عمل می‌کند. زمانی که دی‌اکسید کربن به حالت فوق بحرانی می‌رسد، توانایی نفوذ بالایی به داخل بافت‌های گیاهی پیدا می‌کند و می‌تواند مواد موثره مانند روغن‌های اسانسی، فلاونوئیدها و دیگر ترکیبات را استخراج کند. پس از استخراج، فشار کاهش می‌یابد و دی‌اکسید کربن به حالت گازی برمی‌گردد و به راحتی از محصول جدا می‌شود، بدون آنکه هیچ گونه حلالی در محصول باقی بماند.
استفاده از این روش در استخراج عصاره‌های گیاهی چندین مزیت دارد:
- حفظ کیفیت مواد موثره: دمای پایین فرایند باعث حفظ خواص و ساختار شیمیایی مواد موثره می‌شود.
- بدون باقیمانده حلال: از آنجایی که دی‌اکسید کربن به سادگی تبخیر و جدا می‌شود، هیچ حلالی در محصول نهایی باقی نمی‌ماند.
- محیط زیستی سازگار: این روش، به دلیل استفاده از دی‌اکسید کربن و نبود آلودگی، محیط زیستی دوستانه است.
- انعطاف‌پذیری: قابلیت تنظیم فشار و دما اجازه می‌دهد تا مواد مختلف با بهترین شرایط ممکن استخراج شوند.
به دلیل این مزایا، این روش در صنعت داروسازی، آرایشی و بهداشتی، و همچنین در تولید مواد غذایی برای استخراج اسانس‌ها و عصاره‌های گیاهی به کار می‌رود.
مزایا و کاربردهای روش عصاره گیری با CO2
روش استخراج با دی اکسید کربن فوق بحرانی (SC-CO2) بیشتر برای استخراج ترکیبات حساس و با ارزشی که نیاز به محافظت از ساختار شیمیایی و فعالیت زیستی آن‌ها دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیبات عبارتند از:
- روغن‌های اسانسی و عطری: موجود در بسیاری از گیاهان و دارای خواص دارویی و عطری.
- فلاونوئیدها و ترپن‌ها: دارای خواص ضد التهابی و آنتی اکسیدانی.
- لیپیدها و چربی‌ها: مانند امگا 3 و روغن‌های گیاهی.
- آلکالوئیدها و سایر متابولیت‌های ثانویه: دارای فعالیت‌های دارویی مختلف.
مزایای این روش نسبت به روش‌های سنتی عبارتند از:
- حفظ کیفیت ترکیبات: فشار و دمای پایین در SC-CO2 از تخریب حرارتی ترکیبات حساس جلوگیری می‌کند.
- بدون باقیمانده حلال: این روش از حلال‌های سبز و غیر سمی استفاده می‌کند، در حالی که استخراج الکلی ممکن است باقی‌مانده‌های حلال داشته باشد.
- کارایی بالا: SC-CO2 می‌تواند به طور موثرتری ترکیبات را استخراج کند.
- دوستدار محیط زیست: کاهش مصرف انرژی و تولید پسماند کمتر.
- انعطاف‌پذیری: قابلیت تنظیم فشار و دما برای استخراج بهینه‌ی ترکیبات مختلف.
استخراج با SC-CO2 می‌تواند به تنهایی یا در ترکیب با روش‌های سنتی مورد استفاده قرار گیرد. گاهی اوقات، برای به دست آوردن بهترین نتایج، یک روش سنتی مانند استخراج الکلی یا آبی قبل یا بعد از فرآیند SC-CO2 به کار می‌رود. این ترکیب روش‌ها می‌تواند باعث افزایش بازدهی و استخراج کامل‌تر ترکیبات موثر شود.
نحوه انجام روش عصاره گیری با CO2
استخراج با دی‌اکسید کربن فوق بحرانی (SC-CO2) یک فرآیند پیچیده و کارآمد است که در چندین مرحله انجام می‌شود. در اینجا گام‌های اصلی این فرآیند را شرح می‌دهم:
- آماده‌سازی ماده خام: ابتدا، مواد گیاهی که قرار است استخراج شوند باید خرد و آماده‌سازی شوند. این امر باعث می‌شود تا دی‌اکسید کربن بتواند به راحتی به تمام قسمت‌های گیاه نفوذ کند.
- فوق بحرانی کردن دی‌اکسید کربن: دی‌اکسید کربن به داخل یک محفظه فشار قوی پمپ می‌شود. در این محفظه، دی‌اکسید کربن تحت فشار و دمای بالا قرار می‌گیرد تا به حالت فوق بحرانی برسد. در این حالت، دی‌اکسید کربن خصوصیات هم یک مایع و هم یک گاز را داراست.
- استخراج: دی‌اکسید کربن فوق بحرانی از طریق ماده گیاهی عبور داده می‌شود. به دلیل خصوصیات منحصر به فرد خود در حالت فوق بحرانی، دی‌اکسید کربن می‌تواند به راحتی مواد موثره موجود در گیاه را حل کند.
- جداسازی مواد استخراجی: پس از عبور از ماده گیاهی و حل کردن مواد موثره، مخلوط دی‌اکسید کربن و ترکیبات استخراج شده به یک محفظه جدا کننده منتقل می‌شود. در این محفظه، فشار و دما کاهش می‌یابد، که باعث می‌شود دی‌اکسید کربن به حالت گازی برگردد و مواد موثره به صورت مایع یا جامد باقی بمانند.
- بازیابی دی‌اکسید کربن: دی‌اکسید کربن گازی شده مجدداً برای استفاده‌های بعدی جمع‌آوری می‌شود. این امر به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارآمدی فرآیند کمک می‌کند.
- تصفیه و خشک کردن محصول: محصول نهایی استخراج شده ممکن است نیاز به تصفیه بیشتر یا خشک شدن داشته باشد تا به فرم مورد نظر برسد.
این روش به دلیل دقت بالا، کارایی زیست محیطی، و توانایی حفظ کیفیت مواد موثره، در صنایع مختلف محبوبیت زیادی دارد.
