EKSTRAKCIJA

1. EKSTRAKCIJA Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga.i@neobee.net

2. 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.

3. 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 rastvaračaizoluje, odnosno prerastvara, a nakon toga odstranjivanjem rastvarača, dobije u čistom stanju.

4. 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.

5. Tok ekstrakcije: Rastvarač Čestica materije sa korisnom komponentom Granični sloj rastvarača Pravci difuzije korisne komponente

6. U momentu dodira čestice materije sa rastvaračem, sva korisna komponenta se nalazi u unutrašnjosti čestice. Njena koncentracija je tu maksimalna (xg), dok urastvaraču je jednak nuli (x0). • Nakon kratkog vremena, zbog postojanja razlike koncentracije (Δx = xg – x0) započinje difuzija korisne komponente u rastvarač kroz granični sloj.

7. 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).

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. Od aparata koji se upotrebljavaju za ekstrakciju krupnijih komada, gde se materijal ne kreće, poznati su: • Otvoreni tank i • Difuziona ćelija.

12. Otvoreni tank Rastvarač Materijal za ekstrakciju (komadast) Lažno dno Smeša korisne komponente i rastvarača

13. 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.

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

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

16. 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.

17. Difuzor sa mešaljkama

18. Bolmanov ekstraktor 1, 2 – Lančanici 3 – Lanac 4 – Perforirane korpe 5 – Dozator 6 – Pužasti transporter 7 – Centrifugalna crpka.