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· Co NTR ol d E C A l I d A d Y mET odolo GÍA A NA l ÍTICA ·

la bomba debe mantener la presión de centaje de volumen (%vol) en lugar de positivos de seguridad como un disco de
extracción programada en todas las cáma- una fracción molar (%mol). ruptura o una válvula de alivio de pre-
ras que contienen muestras. sión que aliviarán eficientemente la pre-
sión si aumenta por encima del 150 % de
La mayoría de los proveedores de la EFS La cámara de extracción la presión máxima de operación. Aunque
ofrecen bombas separadas para medir y resulte obvio, es necesario destacar que
mezclar volumétricamente los solven- La cámara de extracción presta servicio un fluido supercrítico bajo presión ele-
tes modificadores. El control volumé- a tres funciones. En primer lugar, contro- vada es más peligroso que un líquido a la
trico es esencial en esta aplicación para lar la temperatura de la extracción man- misma presión. La elevada compresibili-
garantizar una mezcla uniforme. Tanto el teniendo la temperatura del fluido y la dad de los gases y los fluidos supercríti-
volumen del CO como el volumen del muestra. En segundo lugar, debe contener cos permiten el almacenamiento de una
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solvente se deben conocer con exactitud el fluido supercrítico a alta presión. Esta cantidad peligrosa de energía mecánica
para mantener un porcentaje correcto. función resulta en mayores exigencias a presiones elevadas. Por otra parte, el
El CO modificado puede ser entregado sobre el material y el diseño de la cámara. volumen de la mayoría de los líquidos
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por dos bombas de jeringa, en donde una En tercer lugar, contiene la muestra a ser no cambia mucho con la presión eleva-
entrega el CO de alta presión y la otra analizada y permite que el fluido super- da, por lo tanto se almacena poca ener-
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entrega el solvente orgánico presuriza- crítico fluya a través de la matriz sin per- gía mecánica. Es posible que los tanques
do. En dicho esquema, ambos fluidos se mitir la extrusión de la muestra. originalmente diseñados para aplicacio-
miden volumétricamente y se mezclan nes de HPLC no califiquen como segu-
a la presión final. Con las bombas de Como la temperatura crítica de la mayo- ros para aplicaciones de EFS.
jeringa, tanto el volumen del CO como ría de los fluidos se ubica por encima de
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el volumen del solvente orgánico se la temperatura ambiente, es necesario El acero inoxidable, como el 304 y el
conocen con exactitud a la presión final calentar la cámara de extracción para la 316, ofrecen la resistencia mecánica y
Como resultado, existe menor preocupa- EFS. Esto se puede realizar con elemen- química requerida para la mayoría de
ción respecto de la compresibilidad (gra- tos de calentamiento eléctricos integra- las aplicaciones de EFS. Las aleacio-
do de cambio de volumen debido a un dos en el bloque de calentamiento que nes, como el Nitronic 50, se pueden uti-
cambio de presión) del solvente orgáni- rodea la cámara de extracción. Estos ele- lizar para aplicaciones más exigentes.
co, que puede ser volumétricamente sig- mentos de calentamiento son accionados Todos los accesorios y tuberías de acero
nificativo a 500 atm. Dos bombas reci- y controlados por un control de tempera- inoxidable utilizados en las conexiones
procantes también pueden entregar CO tura proporcional. La temperatura de la también pueden estar adecuadamente
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modificado. Con las bombas reciprocan- cámara por lo general se mide con un ter- calificados para presiones elevadas y
tes, ambos fluidos se pueden mezclar mopar, que sirve como retroalimentador ser resistentes a la corrosión química.
fácilmente a la menor presión del cilin- para el controlador proporcional. El blo- Lo mismo sucede con las válvulas que
dro. Dicho esquema presenta menores que de calentamiento típicamente inclu- controlan el flujo del fluido. El ciclo
exigencias de desempeño sobre el sopor- ye las bobinas intercambiadoras de calor de vida y la limpieza del material de
te físico de la bomba, permitiendo tener que sirven para equilibrar la temperatura empaquetamiento son otras cuestiones
una bomba modificadora más económi- del fluido supercrítico antes de que tome importantes relacionadas con las vál-
ca. Lamentablemente, los cálculos de la contacto con la muestra. El rango típico vulas, particularmente a la temperatura
medición volumétrica se vuelven más de la temperatura para un sistema de EFS máxima de operación. Las válvulas y
complicados. El software controlador debería ubicarse entre 40 y 150 °C con los accesorios se encuentran comercial-
de la bomba debe ser lo suficientemente una exactitud y precisión de ± 2 °C. mente disponibles de varios proveedo-
sofisticado para compensar la compresi- res (por ejemplo, Valco, SSI, y HPE).
bilidad del CO y del solvente orgánico La cámara tendrá que estar construida
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a las presiones finales de la EFS. Para de tal manera que soporte la presión de Como la cámara se debe abrir para
complicar la situación aun más, la bom- extracción máxima permitida con un extraer las muestras agotadas e introdu-
ba principal entrega una mezcla en lugar factor de seguridad de cuatro. En otras cir muestras nuevas, es necesario que los
de CO puro. Esto puede afectar la efi- palabras, si la presión máxima de opera- sellos para alta presión sean confiables,
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ciencia de rellenado de la bomba, que a ción es 680 atm, la cámara deberá estar reusables, químicamente resistentes, lim-
su vez afecta el volumen total entregado. diseñada para soportar 2720 atm a la pios y durables a la temperatura máxi-
El software suministrado por la mayo- temperatura máxima de operación (típi- ma de operación. Las juntas tóricas son
ría de los proveedores de la EFS tiene camente 150 °C). Este margen garanti- populares en numerosas aplicaciones de
en cuenta dichos factores. Finalmente, za que los instrumentos de la EFS sean alta presión; sin embargo, los elastóme-
durante el mezclado del modificador, la extremadamente seguros. La cámara ros pueden generar problemas. En condi-
mayoría de las bombas informan un por- también debería estar equipada con dis- ciones supercríticas, el CO penetra y se
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86 A&G 114 • Tomo XXIX • Vol. 1 • 78-95 • (2019)