VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA EXTRAKCIÓ Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA varga.i@neobee.net

Az extrakció végrehajtható szilárd és folyékony rendszerekből. Definíció: Extrakciónak nevezzük azt a diffúziós műveletet, amely során szilárd, vagy folyékony anyagból a számunkra fontos alkotót (alkotókat) egy szelektív oldószerrel kivonjuk (átoldjuk). Az extrakció végrehajtható szilárd és folyékony rendszerekből.

Az extrakciónál legalább három anyag van jelen: A hordozóanyag, amely tartalmazza az extrahálandó anyagot, Az extrahálandó (számunkra fontos alkotó) anyag, Szelektív oldószer.

Az oldószer iránti egyéb követelmények a következők: Az oldószer egy adott extrakciós műveletben akkor szelektív, ha csupán azt az alkotót képes oldatba vinni, amelyre szükségünk van. Az oldószer iránti egyéb követelmények a következők: Ne legyen korrozív a berendezés szerkezeti anyagaira; Ne legyen tűz- és robbanásveszélyes; Ne legyen mérgező, és lehetőleg Legyen olcsó.

Szilárd – folyadék extrakció (kilúgozás) Szilárd anyagból végzett extrakcióhoz a vegyiparban leggyakrabban vizet vagy bizonyos szervetlen savak vizes oldatait használják szelektív oldószerként, ezt az eljárást nevezik kilúgozásnak. A kilúgozás többek között ásványi nyersanyagok kémiai feldolgozásának első lépése.

A szilárd – folyadék extrakció igen gyakori művelet még a cukor-, a gyógyszer-, és növényolajiparban is. Az extrakció végrehajtása előtt és után számos más műveletet is el kell végezni, ilyenek pl.: a nyersanyag előkészítése, a kapott szilárd-folyékony rendszer szétválasztása, az oldószer regenerálása.

Az extrakciót kísérő műveletek kapcsolata:

A kilúgozás mechanizmusa és sebessége Oldószerréteg c = 0 Oldószer határréteg (βf) Szilárd szemcse c = max. A diffúzió iránya

A diffúzió sebessége a kezdeti állapotban a legnagyobb, majd az extrakció előrehaladtával, amilyen mértékben csökken a koncentrációkülönbség, úgy egyre jobban csökken a diffúzió sebessége is. Amikor az alkotó koncentrációja a folyadékban megegyezik a szemcsebeli koncentrációval, a további extrakció nem lehetséges, mert a rendszer egyensúlyban van.

A Fick – törvény értelmében felírható: A diffúzió sebessége meghatározója az extrakció sebességének, vagyis az időegység alatt átdiffundált-extrahált alkotó tömegének a szilárd fázisból a folyadékfázisba. A Fick – törvény értelmében felírható: Az oldószer határréteg anyagátadási tényezője, értéke növekszik a hőmérséklet növelésével.

A kilúgozás készülékei A kilúgozást végezhetik: szakaszos és folyamatos üzemmenetben. Mindkét üzemmódnál alkalmazhatnak egyfokozatú és többfokozatú extrakciót, attól függően, hogy a kiindulási anyagot egyszer, vagy többször hozzák érintkezésbe az oldószerrel.

Diffuzőr 1 – Diffuzőrtest; 2 – Fedél; 3 – Ürítőnyílás fedele; 4 – Perforált lemez; 5– Oldószerbevezetőcsonk; 6 – Extraktum elvezetése.

Keverős extraktor

Bollman- extraktor 1, 2 – Lánckerék; 3 – Lánc; 4 – Serlegek; 5 – Adagoló; 6 – Szállítócsiga; 7 – Szivattyú.

Fluidágyas extraktor 1 – Kolonna (extrakciósoszlop); 2 – Cső a friss oldószer bevezetésére; 3 – Elosztórács; 4 – Gyűrű alakú csatorna; 5 – Cső a tömény oldat elvezetésére; 6 – Cső a szilárd maradék elvezetésére; 7 – Cső a kilúgozandó anyag betáplálására.

Kilúgozótelep Egy bizonyos idő után... Ürítés E x t r a h á l á s Töltés 1 2 3 4 5 6 Extraktum Oldószer Egy bizonyos idő után...

E x t r a h á l á s Oldószer Töltés 1 2 3 4 5 6 Extraktum Ürítés

Folyadék – folyadék extrakció (szolvens extrakció) A művelet két egymással nem, vagy csak részben elegyedő folyadék érintkezésével zajlik le. Eközben a hordozó folyadékban levő hasznos alkotó részben átoldódik az oldószerbe, ahol nagyobb koncentrációban összegyűjthető. A kapott extraktumból megfelelő szétválasztási műveletekben a hasznos alkotó tiszta alakban kinyerhető. A kiindulási oldatból visszamaradó folyadékot raffinátumnak nevezik.

A keletkezett folyadékfázisok (extraktum és raffinátum) ülepítéssel, néha centrifugálással, vagy más mechanikus módszerrel választhatók el egymástól. Szolvens extraktorok Az extraktorokban minden keverési folyamatot a fázisok szétválasztása (szeparációja) követ. Attól függően, hogy milyen erő hatására megy végbe a szétválasztás, megkülönböztetünk: Gravitációs, Centrifugális extraktorokat.

Keverő-ülepítő berendezések 1 – Keverős zárt üst; 2 – Ülepítő; 3 – Terelőlemezek; 4 – Figyelőablak. A, B – Folyadékok.

Permetező oszlop A készülék folyamatos érintkeztetéssel működik. Felépítését tekintve függőleges elhelyezésű, üres cső, melyet az egyik érintkező fázissal kitöltenek (a folytonos fázissal). A másik fázis, a kisebb sűrűségű (diszpergált fázis), az oszlop alján elhelyezett elosztófejen, apró cseppekre bontva, kerül a készülékbe.