EXTRAKCIÓEXTRAKCIÓ

Készítette: Varga IstvánKészítette: Varga István

VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKAKÖZÉPISKOLA CSÓKA

varga.ivarga.i@neobee.net@neobee.net

Extrakciónak nevezzük azt a diffúziós műveletet, amely során szilárd, vagy

folyékony anyagból a számunkra fontos alkotót (alkotókat) egy szelektív oldószerrel

kivonjuk (átoldjuk).

Definíció:

Az extrakció végrehajtható szilárd és folyékony rendszerekből.

Az extrakciónál legalább három anyag van jelen:

1.A hordozóanyag, amely tartalmazza az extrahálandó anyagot,

2.Az extrahálandó (számunkra fontos alkotó) anyag,

3. Szelektív oldószer.

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 Szilárd – folyadék extrakció (kilúgozás)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 diffúzió sebessége meghatározója az extrakció sebességének, vagyis az

időegység alatt átdiffundált-extrahált alkotó tömegének a szilárd fázisból a

folyadékfázisba.

A Fick – törvény értelmében felírható:

1f

mc c A

kg

s

Az oldószer határréteg anyagátadási tényezője, értéke növekszik a hőmérséklet növelésével.

A kilúgozás készülékeiA 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

1 2 3 4 5 6

Ürítés Töltés

Oldószer

Extraktum

E x t r a h á l á s

Egy bizonyos idő után...

1 2 3 4 5 6

Oldószer

Extraktum

E x t r a h á l á sTöltés

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 extraktorokAz 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.