Aplikasi Fluida superkritis

Aplikasi Fluida Superkritis

Abstrak

            Ekstraksi fluida superkritis adalah suatu proses ekstraksi menggunakan fluida superkritis sebagai pelarut. Ekstraksi minyak atsiri dengan menggunakan fluida superkritis sebagai pelarut merupakan teknologi yang telah berkembang selama tiga dekade terakhir. Proses ekstraksi dengan fluida superkritis ini didasarkan pada kenyataan bahwa mendekati titik kritisnya, properti pelarut akan berubah secara cepat, hanya dengan sedikit variasi dari tekanan. Fluida superkritis sendiri dikarakterisasikan sebagai suatu fluida dengan densitas tinggi, viskositas rendah dan difusivitas menengah antara gas dan cairan. Sifat fisik yang tidak biasa ini, justru menjadikan fluida superkritis sebagai pelarut yang ideal dan potensial. Keuntungan yang dapat diambil dari pemanfaatan teknologi ini, antara lain proses ekstraksi berlangsung dengan cepat, rekoveri pelarut yang cepat dan sempurna dengan kadar residu minimal dalam produk, lebih ramah lingkungan jika dibandingkan dengan proses ekstraksi menggunakan pelarut organik lainnya, tidak beracun, tidak mudah terbakar dan dapat digunakan pada temperatur medium. CO2 pada kondisi superkritis adalah salah satu pelarut yang digunakan secara luas pada proses ekstraksi. Dengan temperature kritis yang rendah (304,1 K) dan tekanan kritis menengah (7,28 MPa) menjadikan CO2 sebagai pelarut ideal, karena mampu menahan komponen-komponen terekstraksi dari degradasi suhu. Parameter-parameter yang berpengaruh dalam proses ekstraksi dengan fluida superkritis ini adalah temperatur, tekanan, ukuran partikel sampel, laju alir pelarutwaktu ekstraksi. Semua parameter ini memberikan kontribusi terhadap hasil (ekstrak).

                       Ekstraksi fluida superkritis adalah suatu proses ekstraksi menggunakan fluida superkritis sebagai pelarut. Sifat psiko kimia dari fluida pada keadaan superkritis berada di antara tipe gas dan cair. Titik kritis terletak pada akhir kurva penguapan, dimana fasa cair dan gas bergabung untuk membentuk fasa fluida homogen tunggal. Fluida superkritis dikarakterisasikan dengan densitas tinggi, viskositas rendah, dan diffusivitas menengah antara gas dan cairan.

 Sifat fisik dari gas, cairan dan fluida superkritis

Properti	Gas	Fluida superkritis
Densitas (g/ml)	0,001	0,1 – 1
Viskositas (cP)	0,01	0,1 – 0,01
Difusitas (D cm2 /s)	0,1	0,001 – 0,0001

CO₂ merupakan fluida yang digunakan secara luas dalam ekstraksi fluida superkritis, karena :

1. Tidak berwarna
2. tidak berbau tidak beracun
3. tidak mudah terbakar
4. mudah diperoleh dengan tingkat kemurnian tinggi
5. memiliki parameter kritis yang sesuai (Tc = 304,1 K ; Pc = 72,8 Mpa )
6. relatif murah
7. lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan pelarut organik lainnya karena tidak meninggalkan residu
8. Dapat mengekstrak dalam waktu singkat dan siklusnya dapat diulang (recycle).

Parameter-parameter pada proses ekstraksi dengan fluida superkritis

1. Pengaruh temperature

Kenaikan temperature diiringi dengan penurunan densitas fluida dan penurunan kelarutan minyak dalam fluida superkritis. Tekanan jenuh zat terlarut dalam fluida zat terlarut meningkat seiring dengan kenaikan temperature yang akan memperbaiki kelarutan.

2. Pengaruh tekanan

           kenaikan tekanan diiringi kenaikan densitas fluida superkritis dan juga kelarutan

3. Pengaruh ukuran partikel

Laju ektraksi akan menurun seiring dengan kenaikan ukuran partikel. Hal ini karena resistansi difusi intrapartikel lebih kecil daripada ukuran partikel sehingga terjadi lintasan difusi yang lebih pendek.

4. Pengaruh laju alir pelarut CO₂

Laju alir pelarut yang meningkat, akan mendorong kenaikan hasil ekstraksi. Hal ini karena laju alir massa CO2 yang tinggi akan meningkatkan efisiensi proses.

5. Pengaruh waktu ekstraksi

Waktu ektraksi terbagi menjadi 3 tahapan, yaitu : ekstraksi cepat bebas solut, tahap transisi difusi internal dan permukaan, tahap ekstraksi lambat. Waktu yang digunakan pada tahap pertama, tergantung pada kelarutan solut dalam fluida superkritis CO2 dan ukuran partikel.

Keuntungan ekstraksi fluida superkritis

1. Menghasilkan ekstrak dengan aroma dan rasa yang alami
2. Proses ekstraksi berlangsung dengan cepat
3. Rekoveri pelarut yang cepat dan sempurna dengan kadar residu minimal dalam produk
4. Lebih ramah lingkungan jika dibandingkan dengan proses ekstraksi menggunakan pelarut organik lainnya

4. Tidak beracun
5. Tidak mudah terbakar
6. Dapat digunakan pada temperatur medium

Komponen dasar dari ekstraksi fluida superkritis

1. Persediaan CO2

2. Kompressor gas atau pompa

3. Zona pemanasan atau oven

4. Tangki ekstraksi

5. Restriktor pengeluaran atau valve

6. Akumulator ekstrak atau kolektor.