Abstract

La extracción supercrítica secuencial es una técnica de extracción basada en etapas secuenciales con un aumento paulatino de la polaridad del disolvente. Leptocarpha rivularis es un arbusto nativo que crece en el sur de Chile y es usada como planta medicinal. El objetivo fue modelar la cinética de extracción supercrítica secuencial con CO2 y CO2 modificado con etanol mediante el modelamiento matemático y compararla con la curva de extracción en una sola etapa. La extracción supercrítica secuencial se realizó en tres etapas, a condición de temperatura de 60°C. La Etapa 1: a 25 MPa con CO2 puro como disolvente. Etapa 2: 50 MPa utilizando CO2 puro. Etapa 3: 50 MPa utilizando CO2 con la adición de etanol (5% p/p). Para la extracción en una sola etapa, se realizó usando CO2 puro a 60°C y 50 MPa; y CO2 con adición de etanol (5%p/p) a 60 °C y 50 MPa. En las condiciones seleccionadas, se recogieron periódicamente extractos en viales de vidrio para obtener las curvas de extracción acumulada que posteriormente fueron modeladas con la ecuación de Fick, usando como parámetro de ajuste el coeficiente de difusión efectiva (De). El rendimiento de extracción acumulado se construyó en función del tiempo de extracción, mientras que el rendimiento se expresó en gramos de extracto por kilogramos de sustrato seco (Ye, g/kg SS). El rendimiento de extracción secuencial total fue entre 0.78±0.15-2.77±0.22 (g/kg SS). Mientras que para la extracción en una etapa usando CO2 y CO2+etanol, fue de 4.64±0.15 y 9.92±0.160 (g/kg SS), respectivamente. Se observó que, el modelo proporcionó un buen ajuste de las curvas de extracción acumuladas. Al estudiar el coeficiente de difusión efectiva entre las etapas de la extracción secuencial y la extracción en una sola etapa. Se observó que De de la extracción en una sola etapa usando CO2 puro (7.24×10-13 m2/s) fue ligeramente superior a la etapa 1 (De = 6.37x10-13 m2/s) de la extracción supercrítica secuencial, lo que puede ser explicado por el uso de alta presión en la extracción en una sola etapa (50 MPa). Mientras que, al comparar el coeficiente De para la extracción en una sola etapa fue menor que el obtenido en la etapa 3 de la extracción secuencial (De = 63.3×10-13 m2/s), este resultado puede explicarse porque la adición de etanol en la etapa 3 provocaría el hinchamiento de la matriz vegetal, aumento el área superficial y el volumen interno de la partícula, mejorando la difusión intrapartícula del soluto y fluido supercrítico. Se observaron diferencias en el rendimiento de extracción entre las diferentes etapas de extracción, además se observó que el modelo de difusión proporcionó un buen ajuste con respecto a los resultados obtenidos experimentalmente de la curvas de extracción acumuladas