EKSTRAKCIJA Pripremio Varga Itvan HEMIJSKOPREHRAMBENA SREDNJA KOLA OKA
EKSTRAKCIJA Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga. i@neobee. net
Definicija: Ekstrakcija je difuziona operacija u kojoj se iz neke čvrste materije ili tečnosti vrši izvlačenje neke korisne komponente pomoću pogodnog rastvarača. Materije iz kojih se vrši ekstrakcija mogu biti: Ø Biljnog; Ø Životinjskog i Ø Mineralnog porekla.
Prema agregatnom stanju materije koje se podvrgavaju ekstrakciji mogu biti: § Čvrste (većih komada, zrnaste i praškaste) i § Tečne. Cilj i zadatak ekstrakcije je da se: Korisna komponenta koja se nalazi u materiji, pomoću pogodnog rastvarača izoluje, odnosno prerastvara, a nakon toga odstranjivanjem rastvarača, dobije u čistom stanju.
Mehanizam ekstrakcije Ekstrakcija iz neke čvrste materije (izluživanje) zasniva se na DIFUZIJI korisne komponente iz unutrašnjosti same noseće materije u rastvarač koji je u stalnom dodiru sa materijom i selektivan je prema korisnoj komponenti. Difuzija traje sve dok postoji razlika u koncentraciji (Δx) korisne komponente u samoj nosećoj materiji i rastvaraču.
Tok ekstrakcije: Rastvarač Čestica materije sa korisnom komponentom Granični sloj rastvarača Pravci difuzije korisne komponente
U momentu dodira čestice materije sa rastvaračem, sva korisna komponenta se nalazi u unutrašnjosti čestice. Njena koncentracija je tu maksimalna (xg), dok u rastvaraču je jednak nuli (x 0). Nakon kratkog vremena, zbog postojanja razlike koncentracije (Δx = xg – x 0) započinje difuzija korisne komponente u rastvarač kroz granični sloj.
Pogonska sila ekstrakcije je prema tome, razlika koncentracije korisne komponente u samoj materiji i rastvaraču (Δx). Na brzinu ekstrakcije utiču: Ø Veličina dodirne površine rastvarača i čestice materije; Ø Debljina graničnog sloja oko čestice i Ø Temperatura sistema. v Brzina ekstrakcije se može definisati kao količnik mase izolovane korisne komponente(m), u jedinici vremena (τ).
Koeficijent prenosa korisne komponente kroz granični sloj (Proporcionalan je temperaturi) Površina dodira q. Možemo zaključiti da, ukoliko je temperatura veća, zatim dodirna površina i razlika koncentracije velika, i brzina ekstrakcije će biti veća.
Zahtevi prema rastvaraču: Dobar rastvarač treba da je: • Selektivan; • Ima nisku temperaturu ključanja; • Ima malu toplotu isparavanja; • Jednorodan i čist; • Neagresivan na aparaturu i • Da ne bude otrovan ( u farmaceutskoj i prehrambenoj idustriji). Kao rastvarači uglavnom se upotrebljavaju: voda, etanol, benzol, aceton i tečni ugljovodonici.
Aparati za ekstrakciju ekstraktori q. Različite su konstrukcije u zavisnosti od prirode i agregatnog stanja materije koja se podvrgava ekstrakciji. Ekstraktori treba da omoguće: - Smeštaj materije i rastvarača; - Protivsmerno strujanje rastvarača i materije; - Mešanje sistema u toku ekstrakcije; - Zagrevanje i - Odvajanje i odvođenje nastale smeše rastvarača i korisne komponente od oststka materije.
Od aparata koji se upotrebljavaju za ekstrakciju krupnijih komada, gde se materijal ne kreće, poznati su: § Otvoreni tank i § Difuziona ćelija.
Otvoreni tank Rastvarač Materijal za ekstrakciju (komadast) Lažno dno Smeša korisne komponente i rastvarača
Ekstrakciona baterija v. Ako se više otvorenih tankova međusobno poveže cevima, rastvor iz prvog tanka prelazi u sledeći i postepeno se obogaćuje korisnom komponentom. Rastvor koji izađe iz poslednjeg tanka, sadrži maksimalnu koncentraciju ekstrakta. Na ovaj način postže se veća ekonomičnost.
Pražnjenje 1 Ekstrakcija 2 Rastvarač 3 4 Punjenje 5 6 Ekstrakt (rastvarač + korisna komponenta)
Nakon određenog vremena: Rastvarač Punjenje 1 2 Pražnjenje 3 Ekstrakcija 4 5 6 Ekstrakt
Difuziona ćelija - difuzor 1 – Cilindrično telo 2 – Poklopac 3 – Donji poklopac sa protivtegom 4 – Lažno dno 5 – Otvor za dovođenje rastvarača 6 – Otvor za odvođenje ekstrakta.
Difuzor sa mešaljkama
Bolmanov ekstraktor 1, 2 – Lančanici 3 – Lanac 4 – Perforirane korpe 5 – Dozator 6 – Pužasti transporter 7 – Centrifugalna crpka.
- Slides: 18