Экстрагирование. Процесс экстрагирования. Экстракционные препараты
 Скачать 425 Kb.
|
|
Процесс экстрагирования. Экстракционные препараты План:
1. Теоретические основы процесса экстрагирования Процесс экстракции имеет место в технологии всех экстракционных препаратов (водные извлечения, настойки, экстракты и др.) и при получении индивидуальных веществ из растительного и животного сырья. Экстракция - частный случай процессов массообмена, в которых имеет место переход массы вещества из одной среды в другую. При экстракции осуществляется переход вещества из сырья (отдающая среда) в экстрагент (воспринимающая среда). Экстракция - сложный процесс, объединяющий несколько более простых процессов, относящихся по своей сути тоже к массообменным. Процесс экстракции включает следующие процессы: - диффузия; - диализ; - растворение; - десорбция; - осмос; - механическое вымывание. Все они идут одновременно, взаимно влияют друг на друга и составляют процесс экстракции. Основным процессом, обеспечивающим извлечение веществ из сырья, является диффузия. Диффузия -это процесс постепенного взаимного проникновения веществ, граничащих друг с другом. Она основана на выравнивании концентрации вещества в отдающей и воспринимающей средах. Движущей силой диффузии является разность концентраций. При выравнивании концентраций диффузия приостанавливается. Различают молекулярную и конвективную диффузии, свободную и внутреннюю. Молекулярная диффузияобусловлена хаотическим движением молекул. Отличительной особенностью ее является то, что перенос вещества осуществляется в виде молекул, а среды неподвижны относительно друг друга. Скорость молекулярной диффузии определяется уравнением Фика:  ( 1 ) , где - скорость диффузии, определяемая массой вещества, перешедшей из одной среды в другую за единицу времени;F - площадь контакта отдающей и воспринимающей сред; dc - разность концентраций вещества в средах; dx - изменение толщины диффузионного слоя; D - коэффициент молекулярной диффузии:  ( 2 ) , гдеR - универсальная газовая постоянная; T - абсолютная температура; No - число Авогадро; r - вязкость экстрагента; - радиус частиц ( молекул ) вещества. Как видно из уравнений, скорость молекулярной диффузии прямо пропорциональна поверхности контакта сред, разности концентраций, температуре. Обратная зависимость от толщины диффузного слоя,вязкости экстрагента и радиуса частиц. Конвективная диффузия отличается от молекулярной тем, что перенос вещества осуществляется не отдельными молекулами, а объемами его раствора. Происходит конвективная диффузия в результате перемещения экстрагента относительно сырья, а скорость ее выражается следующим уравнением:  ( 3 ) , где - коэффициент конвективной диффузии; - скорость диффузии, определяемая массой вещества, перешедшей из одной среды в другую за единицу времени;F - площадь контакта отдающей и воспринимающей сред; dc - разность концентраций вещества в средах; dx - изменение толщины диффузионного слоя. Коэффициент конвективной диффузии показывает количество вещества, переходящее через 1 м поверхности контакта в воспринимающую среду (экстрагент) в течение 1 с при разности концентраций, равной 1. Скорость конвективной диффузии значительно выше молекулярной. Молекулярную и конвективную диффузии можно отнести к свободной диффузии, если между отдающей и воспринимающей средами нет перегородки. В процессе экстракции лекарственного сырья дело обстоит сложнее в связи с тем, что отдающая и воспринимающая среды разделены клеточной перегородкой. Если растительная клетка живая (свежее сырье), она имеет пристенный слой протоплазмы, который делает оболочку полупроницаемой, т.е. она проницаема для экстрагента и непроницаема для содержащихся в клетке веществ. Поглощение живой клеткой экстрагента представляет собой процесс осмоса экстрагирования веществ из клетки при этом не наблюдается. Внутренняя диффузия. По-другому ведет себя клетка высушенного сырья (мертвая клетка). Вследствие гибели протоплазмы клеточная оболочка теряет характер полупроницаемой и приобретает свойства пористой перегородки, а характер диффузии через нее составляет процесс диализа. Диализ, имеющий место при экстракции растительного сырья можно считать также внутренней диффузией, так как она происходит внутри частичек сырья.Составляющим процессом экстракции является десорбция - процесс противоположный адсорбции. Десорбция имеет место в клетках, когда в них проникает экстрагент. Экстрактивные вещества в клетках находятся в адсорбированном состоянии, т.е. они прочно связаны силами адсорбции с внутриклеточным содержимым. Экстрагент преодолевает эти силы, десорбирует вещества. Процесс экстракции идет по следующей схеме:
Процесс экстрагирования в целом может быть выражен следующим математическим уравнением: |