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: Biljnog; Životinjskog i Mineralnog porekla.

Cilj i zadatak ekstrakcije je da se: 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.

Pravci difuzije korisne komponente 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 (x0). Nakon kratkog vremena, zbog postojanja razlike koncentracije (Δx = xg – x0) započinje difuzija korisne komponente u rastvarač kroz granični sloj.

Na brzinu ekstrakcije utiču: Pogonska sila ekstrakcije je prema tome, razlika koncentracije korisne komponente u samoj materiji i rastvaraču (Δx). Na brzinu ekstrakcije utiču: Veličina dodirne površine rastvarača i čestice materije; Debljina graničnog sloja oko čestice i Temperatura sistema. Brzina ekstrakcije se može definisati kao količnik mase izolovane korisne komponente(m), u jedinici vremena (τ).

Koeficijent prenosa korisne komponente kroz granični sloj Površina dodira (Proporcionalan je temperaturi) 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 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

Na ovaj način postže se veća ekonomičnost. Ekstrakciona baterija 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.

(rastvarač + korisna komponenta) Pražnjenje E k s t r a k c i j a Punjenje 1 2 3 4 5 6 Ekstrakt (rastvarač + korisna komponenta) Rastvarač

Nakon određenog vremena: E k s t r a k c i j a Rastvarač Punjenje 1 2 3 4 5 6 Ekstrakt Pražnjenje

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.