Silvana Cavella » 34.Estrazione solido-liquido: Principi teorici

Definizione e obiettivi

• L’estrazione solido-liquido è un’operazione che consente la separazione di uno o più componenti presenti in una fase solida per mezzo di una fase liquida o solvente.
• Gli obiettivi di questa operazione possono essere quelli di eliminare dalla fase solida un componente indesiderato (lavaggio); o di allontanare da una fase solida un componente di interesse (lisciviazione).
• Esempi di applicazione di questa operazione in campo alimentare sono l’estrazione di: zucchero da barbabietole; oli vegetali da semi, oli essenziali da piante officinali; idrocolloidi da alghe, caffeina e teina da caffè e da tè.

Principi teorici generali

• I principali fenomeni coinvolti nell’operazione di estrazione sono: la diffusione del solvente all’interno della matrice, la dissoluzione del soluto nel solvente, la diffusione del soluto all’interno della fase solida e, successivamente, dalla superficie della matrice all’interno della fase liquida.
• La velocità con cui procede l’estrazione dipende dal fenomeno più lento che è, generalmente la diffusione.

Solubilità

• La più alta concentrazione di soluto raggiunta nell’estratto uscente da un estrattore è la concentrazione di saturazione.
• Quindi, il rapporto solvente/soluto deve essere sufficientemente alto così che quando il solvente entra in contatto con la matrice, la concentrazione della soluzione all’equilibrio è al di sotto della concentrazione di saturazione.

Equilibrio

• Quando il rapporto solvente/soluto è adeguato a soddisfare la solubilità del soluto, l’equilibrio è una condizione per la quale la concentrazione del soluto nella fase solida e la concentrazione del soluto nella fase liquida sono uguali.
• Un estrattore ideale è quello per il quale si raggiungono condizioni di equilibrio, per esso l’efficienza è 100%.

Scelta del solvente

• L’estrazione è influenzata dalle proprietà diffusive del solvente e del soluto.
• Il solvente deve essere a basso peso molecolare, bassa viscosità , selettivo, non deve aggredire la matrice e non deve essere corrosivo per l’impianto.
• La fase solida è ridotta in piccole dimensioni tali da accorciare i tempi di contatto ma da non aumentare troppo la resistenza al flusso del solvente.

Prossima lezione

Estrazione solido-liquido: Dimensionamento di un estrattore a singolo stadio

• Sistema di estrazione a singolo stadio in discontinuo
• Modellazione matematica di un estrattore a singolo stadio
• Sistema di estrazione a stadi multipli