Die Extraktion mit überkritischen Fluiden
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Pumpen
Zur Komprimierung des Extraktionsmittels werden Spritzen- oder Kolbenpumpen
verwendet. Spritzenpumpen gewährleisten einen pulsationsfreien Fluß des Extrak
tionsmittels, müssen aber aufgrund ihrer diskontinuierlichen Funktionsweise nach einer
bestimmten Anzahl von Extraktionen erneut befüllt werden. Miteinander gekoppelte
Kolbenpumpen, wie sie auch in der Hochdruckflüssigkeitschromatographie eingesetzt
werden, sind apparativ aufwendiger, ermöglichen aber kontinuierliches Arbeiten, was
für eine Automatisierung sinnvoll ist. Die Pumpenköpfe müssen meist gekühlt werden
(Flewlett-Packard-Geräte) oder die Versorgung erfolgt mit Gasen, die durch einen
Heliumkopfdruck in der Gasflasche im flüssigen Zustand gehalten werden (neuere
Suprex-Geräte). Die zuletzt erwähnte Arbeitsweise hat einen Nachteil: Die kritischen
Größen betragen für Helium T c = - 268 °C und P c = 2,2 bar. Das heißt, daß das Helium
bei Raumtemperatur und dem zur Verflüssigung von Kohlendioxid nötigen Druck im
überkritischen Zustand vorliegt. Je nach Füllungsgrad der Gasflasche ist eine
Vermischung des Kohlendioxids mit Helium nicht auszuschließen, was zu einer
verschlechterten Reproduzierbarkeit oder sogar zu unvollständigen Extraktionen führen
kann [283]. Das verwendete Suprex-Gerät verfügte über eine Spritzenpumpe.
Extraktionszellen
Das verflüssigte Extraktionsmittel wird in die Extraktionszelle geleitet, deren
Temperatur (T > T c ) mittels eines Thermostaten eingestellt wird. Die Extraktionszellen
bestehen aus Edelstahlrohren, die an beiden Enden durch Schraubkappen
verschlossen werden. Die Abdichtung erfolgt durch Dichtungsringe, die gleichzeitig
Träger einer Filterfritte (Porengröße 5 pm) sind. Diese Filter sollen das Austreten von
Feststoffpartikeln aus der Zelle verhindern. Zur Verfügung stehen Extraktionszellen mit
Volumina von 0,1 - 50 ml. In dieser Arbeit wurden Zellen mit Volumina von 0,5, 1, 3, 5,
8 und 10 ml eingesetzt. Sowohl die Geometrie der Zelle als auch deren räumliche
Orientierung während der Extraktion können die Extraktionseffizienz beeinflussen [284-
286]. Die Zelle wurde immer senkrecht in den Ofen eingebaut; die Flußrichtung des
Extraktionsmittel verlief von unten nach oben (vergl Abb. 6.5).
Bei fast allen Geräten sind vor und nach der Extraktionszelle Schaltventile eingebaut
(vergl. Abb. 6.5). Vor der Extraktion sind beide Ventile geschlossen. Dies verhindert,
Verdampfungsverluste von leicht und mäßig flüchtigen Substanzen oder zugefügtem
Modifier während der Temperierung der Zelle. Wird das Ventil vor der Extraktionszelle
geöffnet, wird die Zelle mit überkritischem Fluid befüllt.