A Review on the Applications of Supercritical Fluid Technology

By: Dr. Moawia M. A. Al-Tabakha

Rank: Assistant Professor

د. معاوية محمد عاطف الطباخة

الدرجة العلمية: أستاذ مساعد

Faculty of Pharmacy and Health Sciences, Ajman University of Science and Technology Network, P.O. Box 2202, Al-Fujairah, UAE.

Tel.: +971-9-2222644

Fax: +971-9-2227644

E-mail: sphmaa@hotmail.com

الملخص:

أصبح هناك إهتمام متزايد لتقنية السوائل فوق الحرجة في السنوات الأخيرة. وبسبب حدوث العديد من التطورات والدراسات العملية حول تتطبيقات السوائل فوق الحرجة، كان لا بد من عمل مراجعة و نقاش حول مجموعة هذه الأعمال. هذا سيسهم في إرشاد و إكمال البحوث الحالية والمستقبلية. ما زال السائل فوق الحرج ثاني أكسيد الكربون العامل الأساسي المستخدم لما يحمله من ميزات، متضمنة عمله على درجة حرارة منخفضة نسبيا وحقيقة أنه لا يترك أية فضلات سامة بعد إكمال استخدامه. بينما وجد السائل فوق الحرج استخداما تجاريا في صناعة الغذاء ممثلا بإزالة مادة الكافيين من القهوة، فإن استخدامه التجاري في إنتاج أنظمة توصيل للعقاقير الحيوية ما زال منتظر الحدوث. ربما يكون تشكيل الحبيبات و تغليفها البداية في ذلك. في الدلائل القضائية يمكن للتقنية أن تلعب دورا حيث يمكن إستخلاص العقاقير المحرمة من شعر المدمنين. بيئيا يمكن إستخدام التقنية لدراسة مصير المواد مثل المبيدات. في التحليل الكروماتوغرافي فإن السائل فوق الحرج ثاني أكسيد الكربون أسرع من عملية التحليل وحسن من عملية الفصل بين المركبات المتماثلة. كما أظهرت التقنية قدرة على تعقيم المواد الحساسة للحرارة دون الإضرار بها بما في ذلك البروتينات. و مع كل ما سبق فإن السائل فوق الحرج ثاني أكسيد الكربون مقيد بضرورة إجراء الدراسات قبل إستخدامه الأمثل بما في ذلك إضافة مسوغات معه والعمل على درجة حرارة و ضغط بعيدة عن النقاط الحرجة أو عل درجات متقلبة كما هو الحال في عملبة التعقيم.

الكلمات المفتاح: السوائل فوق الحرجة، تكوين الحبيبات، الإستخلاص، كروماتوغرافي، التعقيم.

Abstract

There have been increased interests in exploiting the supercritical fluids (SCFs) technology during the recent years. With many advances and increased scholarly works in the possible applications of SCFs, it became important to review and discuss these works collectively. This will facilitate for the current and future researches to be directed and optimized. The supercritical fluid CO₂ (SCCO₂) remains the main agent in use as it offers many advantages including mainly the operation at relatively low temperature and the fact that toxic residues are not a problem after the completion of its use. While the SCF already found some applications in food industry represented by the commercial production of decaffeinated coffee, the commercial production of biopharmaceutical drug delivery systems have yet to start. Probably, particle formation and particle coating or encapsulation will be first to be introduced. In forensic evidence the technology may also contributes by the extraction of habit forming drugs from the hair of addicts. Environmentally the technology could be used in fate studies of materials such as pesticides. In chromatography the SCCO₂ has shown to speed the analysis time and improve separation of enantiomers. The technology has also shown to be capable of sterilizing of heat sensitive materials without damage including proteins. The use of SCCO₂ is however limited by the fact that optimization works are necessary including the requirement for co-processing materials and the operation at temperature and pressure greatly moved from the its critical points or the requirement for fluctuation of these operation parameters as the case in sterilization.

Keywords: Supercritical fluids, Particles formation, Extraction, Chromatography, Sterilization.