Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Processi Estrattivi a Fluidi Supercritici
Apparato estrattivo scala banco (CR Trisaia)
Estratto (olio ricco in PUFAs e vitamina D3 da scarti di pesce)
Settori applicativi
Problema da risolvere
Il carattere green della tecnologia, senza ricorso a solventi organici, la rende particolarmente adatta ad ambiti che richiedono una elevata sicurezza d'uso dell'estratto e della matrice come quello alimentare, nutraceutico, cosmetico, farmaceutico. Si favorisce anche l'economicità del processo in cui non sono necessarie fasi successive di allontanamento del solvente. La capacità del fluido supercritico di associare proprietà dei liquidi (es. potere di solvatazione) a quelle dei gas (alta diffusività, bassa viscosità) consentono estrazioni efficaci con tempistiche di processo minori. La possibilità di variare la densità in fase estrattiva o separativa consente di ottenere estratti ad elevate purezze per applicazioni ad elevata redditività (es. nutraceutica, cosmetica, farmaceutica). L'estrazione di matrici ittiche di scarto favorisce il suo utilizzo nell'ambito della blue-economy attraverso il recupero di molecole con proprietà salutistiche (es. PUFA, carotenoidi, vitamina D)
Descrizione
L'ENEA è in grado di offrire la realizzazione di campagne estrattive di sostanze lipofile (acidi grassi, carotenoidi, tocoferoli, vitamina D, oli alimentari o essenziali) mediante tecnologia a fluidi supercritici su scala banco e pilota a partire da matrici agroalimentari allo stato solido, inclusi scarti e sottoprodotti. L'attività estrattiva SFE su scala banco (fino a 5 g) permette di individuare le condizioni operative migliori ai fini dell'estrazione delle famiglie di molecole di interesse sulla base delle rese di recupero e concentrazione nell'estratto finale. Lo scaling-up su scala pilota consente di aumentare le quantità trattate (100 – 300 g) favorendo valutazioni in ordine alla capacità del processo di assicurare il mantenimento dei risultati al crescere della scala estrattiva. È inoltre possibile analizzare le condizioni di separazione ottimale realizzabili su scala pilota grazie alla presenza di un sistema di separazione includente tre separatori che possono caratterizzarsi per condizioni di pressione e temperature differenti in grado di frazionare l'estratto. Le biomasse oggetto del processo estrattivo devono caratterizzarsi per un tenore di umidità minimo (es. circa 5%) e una granulometria ridotta (inferiore a 1 mm): l'ENEA è in grado di offrire anche un servizio di pretrattamento della matrice (es. liofilizzazione, essiccazione in stufa, macinazione).
Aspetti innovativi e vantaggi
- Individuazione delle condizioni estrattive migliori su scala banco e valutazione della replicabilità su scala pilota.
- Nessun utilizzo di solventi organico: migliore sicurezza delle produzioni, assenza di rischio d’uso del prodotto finale; assenza di fasi successive di rimozione del solvente.
- Rese estrattive apprezzabili grazie alla elevata densità e diffusività, bassa viscosità del fluido supercritico; elevate qualità degli estratti grazie alla modularità della densità/solubilizzazione al variare delle condizioni.
- Temperature operative basse (40 – 50 °C) favorevoli per applicazioni estrattive di molecole termolabili, ad attività biologica o che richiedono la possibilità di minimizzare la perdita della componente volatile/aromatica.
Possibili applicazioni
- Downstream di processi fermentativi con estrazione di molecole nutraceutiche/farmaceutiche da biomassa (es. lieviti, funghi). Pretrattamento di estrazioni idrofile (es. estrazione proteine). Estrazione componenti indesiderate (es. TCA, contaminanti)
- Processi estrattivi solvent-free di matrici biologiche primarie (es. semi oleaginosi, microalghe, erbe officinali) per l'ottenimento di frazioni ad elevato valore aggiunto per usi alimentare, nutraceutico, cosmetico, agronomico.
- Valorizzazione di matrici secondarie (scarti di pesce/insetti, vinaccioli, scarti di pomodoro, trebbie/crusca) mediante estrazione di composti di valore alimentare, nutraceutico (acidi grassi insaturi, vitamina D, tocoferoli, carotenoidi).
Gruppo di ricerca coinvolto
Data di aggiornamento
04-06-2025
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