EXTRAKCIÓ

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

2. 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 végrehajthatószilárdésfolyékony rendszerekből.

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

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Az extrakciót kísérő műveletek kapcsolata:

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

9. 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.

10. A diffúzió sebességemeghatározója 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.

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

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

13. Keverős extraktor

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

15. 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.

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

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

18. 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.

19. 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.

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

21. 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.