CO2 Superkritik, Pelarut yang Ramah Lingkungan

Seiring dengan berjalannya waktu, perkembangan teknologi di dunia ini mengalami banyak sekali kemajuan. Semakin banyak hal-hal yang sebelumnya tidak terpikirkan, ternyata bisa menjadi kenyataan saat ini.

Fluida Superkritik

Teknologi yang melibatkan fluida superkritik bukanlah suatu hal yang terlalu baru, bukan juga teknologi yang aplikasinya sudah seumuran fluida fasa padat, cair atau gas. Fluida superkritik sudah dikenal sejak sangat lama oleh para ilmuwan, namun penerapannya baru mulai gencar pada 3 dekade terakhir.

Fasa fluida yang selama ini kita kenal ada tiga, yaitu padat, cair dan gas. Fluida superkritik punya jenis fasa yang cukup unik, fluida ini memiliki sifat pertengahan antara cair dan gas. Fasa fluida semacam ini akan dapat diperoleh saat fluida tersebut berada di atas titik kritiknya (Gambar 1). Titik kritik suatu fluida adalah temperatur dan tekanan paling tinggi di mana fluida tersebut masih dapat mepertahankan kesetimbangan fasa gas dan cairnya. Di atas titik inilah fluida bisa berubah fasa menjadi bukan gas ataupun cair, disebut dengan fluida superkritik.

Gambar 1. Diagram Fasa (sumber: http://www.separex.fr/processDevelopment.php)

Sifat fluida ini memiliki gabungan, baik dari sifat cair ataupun gasnya. Berat jenisnya mirip dengan berat jenisnya pada fasa cair, sementara viskositasnya mirip dengan viskositasnya pada fasa gas. Difusifitas fluida ini berada di antara fasa gas dan cairnya. Perubahan perlahan-lahan sifat suatu fluida menuju fasa superkritiknya dapat dilihat pada Gambar 2. Sifat-sifat ini menjadikan fluida superkritik mampu menembus materi padat lebih cepat dibanding pelarut cair (kemampuan penetrasi baik layaknya gas) namun tetap memiliki kemampuan sebagai pelarut seperti layaknya cairan. Sifat unik inilah yang akhirnya menarik banyak ilmuwan dan insinyur mencoba mengaplikasikan fluida superkritik dalam berbagai bidang.

Gambar 2. Ilustrasi Perubahan Fasa Fluida Superkritik (sumber: http://www.sps.aero/Propulsion_Program/MFC_Production.htm)

CO₂ Superkritik

Salah satu fluida yang paling banyak dimanfaatkan pada kondisi superkritiknya adalah CO₂. Zat ini banyak digunakan terutama dalam salah satu proses pemisahan yaitu ekstraksi. CO₂ superkritik (scCO₂) bersifat selektif pada proses pemisahan, bersifat ramah lingkungan dan tidak berbahaya bagi kesehatan manusia. Saat ini, banyak kali penggunaan pelarut dalam industri sangat dibatasi akibat sifatnya yang cenderung toksik, sehingga, munculnya CO₂ superkritik seolah-olah menjadi jalan keluar bagi masalah ini. Selain ramah bagi lingkungan dan tidak bersifat toksik, CO₂ juga tidak mudah terbakar sehingga lebih aman digunakan. Kelebihan lain dari CO₂ adalah titik kritiknya yang relatif rendah (T_c = 31,3^oC dan P_c = 72,9 atm) dibandingkan dengan zat lain seperti air.

Ekstraksi dengan scCO₂ dapat dilakukan baik secara batch ataupun kontinyu. scCO₂ sebagai pelarut dikontakkan dengan material yang diinginkan. Pelarut scCO₂ “menarik” material tersebut hingga larut dan terpisah dari pelarut awalnya. Campuran ini kemudian diekspansi sampai kondisi atmosfer sehingga material yang diinginkan terpisah dari CO₂ dan CO₂ dapat digunakan kembali sebagai pelarut.  Prinsip ini berlaku baik pada saat ekstraksi batch ataupun kontinyu.

Hingga saat ini, aplikasi ekstraksi dengan menggunakan scCO₂ sudah merambah dari mulai di industri makanan sampai di indsutri farmasi. Contoh aplikasinya antara lain, ekstraksi kafein, ekstraksi dan fraksionasi minyak dan lemak  makanan, hingga pemisahan tokoferol dan antioksidan lainnya.

Aplikasi fluida superkritik bukan hanya dalam proses pemisahan, namun masih banyak aplikasi lain seperti katalis, produksi material plastik, hingga sebagai fluida pembersih. Penasaran dengan aplikasi-aplikasi lainnya?

Oleh: Maria Anindita N

Sumber:

Mohamed, Rahoma S. and Mansoori, G. Ali. The Use of Supercritical Fluid Extraction Technology in Food Processing. Food Technology Magazine. The World Markets Research Centre, London, UK. June 2002.

Teledyne Isco, Inc. Supercritical Fluid Applications in Manufacturing and Materials Production. Syringe Pump Application Note AN1. August, 2007.

Widodo, Mohamad.Celup Tanpa Air?.Artikel Majalah Online ThinkTextile.2009.
http://hiq.linde-gas.com/international

Posted in: Bahan Kuliah