초임계 이산화탄소

초임계 이산화탄소 (Supercritical Carbon Dioxide(Co2) - 추출 (초임계, 초임계추출, 초임계설비, SupercriticalFluidExtractionSystem, SCF, SCE, 나노입자제조, 생산용초임계, 초임계추출원리, 초임계이산화탄소)

 

초임계 유체 추출 기술은 종래의 증류와 추출기술의 원리가 복합된 기술입니다.기존의 기술로는 분리가 어려웠던 이성질체, 열변성 혼합물의 분리, 고분자물질의 정제, 천연식물로부터 의약, 향료와 같은 유효성분의 분리 등을 비롯해서 에너지 절약형 무공해 공정개발 등 그 응용범위가 넓으며, 최근 상업화가 활발히 진행되는 첨단 분리기술의 하나입니다. 초임계 유체의 용해력을 이용하여 물질을 추출하는 것으로 추출단계와 분리단계로 이루어진다. 추출단계에서는 시료와 초임계유체 용매가 서로 밀접하게 접촉하여 용해도의 차이에 의하여 시료 중의 가용성분이 초임계유체로 용해됩니다. 추출단계에서 나오는 용질을 함유하고 있는 초임계 유체는 온도나 압력에 의하여 분리단계에서 용질과 분리됩니다. 추출단계에서는 작업조건(온도,압력)을 조정함으로써 초임계 유체의 용해력을 변경시켜 시료중의 특정성분을 선택적으로 추출할 수 있습니다. 초임계 물질로 가장 많이 이용되고 있는 이산화탄소는 임계조건에 쉽게 접근할 수 있으며, 인체에 무해할 뿐 아니라 불연성이고 화학적으로 안정하고 임계온도가 낮으므로 용질성분의 변질을 일으키지 않는 장점을 갖고 있어 의약품, 식품 등을 추출하는데 적합하여 초임계 추출용매로 널리 쓰입니다.

 

 

초임계 이산화탄소 추출 공정

 

초임계 이산화탄소 장점

 - 낮은 임계온도(31.1℃), 임계압력 (73.8bar)
 - 낮은 점성, 높은 확산성, 강한 용매력 (추출효율 높고, 추출속도 빠름)
 - 인체 무해, 무반응 용매, 비인화성(이산화탄소 사용시)
 - 용매와 용질의 분리 용이
 - 열에 민감한 물질 처리 용이 (낮은 온도에서 추출)
 - 온도, 압력에 의한 용해도 조절 가능 (선택적 분리)
 - 용매 재사용에 의한 환경 문제 없음
 - 유기용매가 포함되지 않은 제품을 얻을 수 있음
 - 천연향을 유지한 그대로의 제품을 얻을 수 있음
 - 일반 유기용매보다 낮은 증발열로 인하여 회수 에너지가 적음
 - 비교적 간단한 공정 단계로 고순도 제품을 얻을 수 있음

초임계 이산화탄소 응용 분야

의약품 공업	효소, 비타민의 정제 및 회수, 동물, 식물에서 약효성분 추출 (알칼로이드, 토코페롤 등) 의약품 원료의 농축, 정제, 탈용제, 지방혼합물의 분리 및 정제 (글리세라이드, 지방산, lecithin) 효모, 균체생성물의 추출
식품 공업	동물유지의 추출 (어유, 간유), 식물유지의 추출 (대두유, 해바라기유, 팜유, 코코아, 커피), 식품의 탈 지방 (튀김, potato chip, 무지방 녹말), 커피, 차의 카페인 제거, 향신료의 추출, Hop의 추출, 식물색소의 추출, 식품의 탈색, 탈취, 알코올 음료의 연질화
화장품 향료산업	천연향료의 추출, 합성향료의 분리 및 정제, 담배의 니코틴 제거 화장품 원료의 추출 및 정제 (계면활성제, 지방산 에스테르, monoglyceride)
화학 공업	탄화수소의 분리(지방족과 방향족의 분리, Naphthene계의 분리, olefin의 분리, n-paraffin과 iso-paraffin의 분리), 유기합성원료의 정제 ( carbonic acid, ester, adipic acid, tere-phthalic acid, caprolactam, DMP), 유기용매 수용액의 탈수 (알코올, MEK), 공비화합물의 분리 (ethanol), 희석재로 이용 (중합반응, paraffin의 이성화 반응), 반응약제 (저급지방산염 수용액에서 지방산의 회수), 농산물 및 임산물의 추출 및 정제 (발효원료의 전처리, terpene 왁스 회수), 지방산의 분리 알루미늄 알킬의 회수, 고분자물질의 분획 (poly carbosilane, 실리콘유,perfluroether, halogenated carbon), 활성탄 재생
에너지 산업	석탄성분의 추출 (paraffin, tar, 재), 석탄액화유의 추출, 석유 잔사 유에서 아스팔트 및 중금속 제거, 원유 또는 중질유의 경질화, Biomass 알코올의 농축, 탈수
기타	해수 담수화