la cromatografía de fluidos supercríticos

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ING. DE ALIMENTOS

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La cromatografa de fluidos supercrticos (SFC) es una tcnica hbrida entre la cromatografa de gases (GC) y la HPLC, que combina lo mejor de ambas tcnicas. Esta tcnica es importante porque permite la separacin de mezclas en las que no es adecuada la aplicacin de la GC ni de la HPLC. En concreto, se aplica a compuestos no voltiles o trmicamente inestables que no pueden ser separados mediante GC, o aquellos que contienen grupos funcionales que imposibilitan su deteccin en HPLC.InstrumentacinDebida a las caractersticas de la fase mvil (alta presin y temperatura) se emplean equipos parecidos a los de HPLC, con varias diferencias: El empleo de un horno termosttico para poder controlar con precisin la temperatura de la fase mvil. El uso de un restrictor, empleado para poder mantener por una parte la presin en el interior de la columna y por otra parte permitir la bajada de la presin a la salida para que el fluido supercrtico (SF en adelante) pase al estado gaseoso y pueda ser detectado adecuadamente el analito.Bsicamente, un restrictor es un tubo capilar de unos 2 a 10 cm de longitud y un dimetro interno menor al de la columna (tpicamente 1/10 del dimetro), donde a la salida el SF expande y pasa al estado gaseoso y se puede mantener simultneamente la presin en el interior de la columna.A diferencia de la cromatografa de gases, en la SFC no se aumenta la velocidad de elucin modificando la temperatura, sino la presin del SF. El aumento de presin, al aumentar la densidad, permite una mayor interaccin analito-fase mvil y disminuye los tiempos de elucin. Se suele emplear en las eluciones una primera etapa isobrica para luego aumentar la presin lineal o asintticamente hasta el final de la elucin.Fases estacionarias.Se pueden emplear, al igual que en la GC, las columnas capilares o de relleno, prefirindose las primeras. Las dimensiones son parecidas en longitud, de 10 a 20 m, y el dimetro interno es bastante menor, de 0,05 a 0,10 mm. La pelcula interna es de siloxano entrelazado y polimerizado. Si se emplean columnas de relleno, su dimetro interno vara entre 0,5 y 4,6 mm, y el grosor de la partcula de relleno es de 3 a 10 m. En este caso, el recubrimiento es parecido al empleando en HPLC de reparto.Fases mvilesLa fase mvil estrella en la SFC es el dixido de carbono, por sus excelentes propiedades: Apolar, disuelve una gran variedad de molculas orgnicas. Transparente a la radiacin ultravioleta Inodoro No txico Fcil de obtener Barato No inflamableEl CO2 tiene la ventaja de que se puede obtener fcilmente como fluido supercrtico. Su temperatura crtica es de 31C y la presin crtica de 72,9 atm, condiciones realmente asequibles y por debajo del rango de condiciones usuales en la HPLC.Otras fases mviles tambin probadas y empleadas son el etano, pentano, dietilter, amonaco, tetrahidrofurano, diclorofluorometano y xido nitroso.DetectoresSe puede emplear el detector de ionizacin de llama (tambin usado en GC), por sus caractersticas de universalidad (permite detectar casi cualquier compuesto orgnico), alta sensibilidad y bajo mantenimiento. El espectrmetro de masas tambin tiene utilidad, al tener una salida en fase gas, y detectores espectrofotomtricos como el de infrarrojos, ultravioleta, el de emisin por fluorescencia, el termoinico y el fotomtrico de llama.AplicacionesLa SFC se aplica a una gran variedad de compuestos, entre los que podemos citar drogas, alimentos, herbicidas, tensioactivos, polmeros y aditivos para stos, impelentes, explosivos o combustibles fsiles.

La extraccin con FSC es una tcnica de separacin de sustancias disueltas o incluidas dentro de una matriz, que se efecta por encima del punto crtico del solvente, basada en la capacidad que tienen determinados fluidos en estado supercrtico de modificar su poder de disolucin.

Es posible variar en un amplio rango el poder disolvente de dichos fluidos, modificando su densidad con pequeos cambios de presin o temperatura; de esta forma se lo puede ajustar para disolver selectivamente ciertas sustancias o separar aquellas ya disueltas en la etapa de purificacin tipos:El proceso de extraccin puede dividirse en cuatro etapas principales: Presurizacin: su finalidad es alcanzar la presin necesaria del solvente para la extraccin, ya sea por medio de un compresor o de una bomba Ajuste de temperatura: remocin o adicin de energa trmica, por medio de intercambiador de calor, baos trmicos o resistencias elctricas, para que el fluido comprimido alcance la temperatura requerida Extraccin: se lleva a cabo en un recipiente extractor a alta presin, el cual contiene la matriz que ser procesada. En esta etapa el fluido entra en contacto con la matriz y arrastra el soluto de inters Separacin: en esta etapa se separa la sustancia extrada del solvente mediante cambios de presin y temperatura esquema de un proceso de extraccin con fluidos supercrticos

1. Tanque de almacenamiento. se almacena el fluido a utilizar como solvente en condiciones de presin y temperatura normales2. Intercambiador de calor. el fluido se enfra hasta alcanzar una temperatura tal que pueda pasar sin problemas por la bomba, para esto se requiere el solvente en estado liquido3. Bomba. se comprime el fluido hasta una presin por encima de la presin crtica4. Intercambiador de calor. se calienta el fluido comprimido hasta una temperatura por encima de la crtica, alcanzndose las condiciones necesarias para la extraccin5. Cmara extractora. el fluido supercritico pasa a travs de la materia prima disolviendo y arrastrando las componentes de inters6. Vlvula. el fluido disminuye su presin por debajo de su presin crtica7. Intercambiador de calor. el fluido expandido se enfra por debajo de su temperatura crtica, de manera tal que pierde sus propiedades como solvente y los componentes extrados pueden separarse fcilmente8. Separador. se extrae el gas por la parte superior, y el extracto por la parte inferiorCabe destacar que es esencial colocar medidores de presin, de temperatura y flujo del solvente a lo largo de todo el proceso, ya que su control depende de dichas propiedades.

Entre los fluidos de extraccin ms utilizados actualmente, el preferido es el dixido de carbono CO2, debido a una serie de ventajas adicionales en comparacin con otros: No genera contaminacin en el proceso. Presenta baja toxicidad y es poco reactivo. No es inflamable. Existe en abundancia. Es barato en grados de pureza elevada. No son necesarios procesos de limpieza subsecuentes. Es prcticamente inerte desde el punto de vista qumico. Se separa fcilmente del producto que se quiere extraer Posee condiciones crticas fcilmente accesibles Puede ser reciclado de una parte del proceso y ser utilizado nuevamente