Теоретические основы экстрагирования

Теоретические основы экстрагирования

Процесс экстрагирования  относится к массообменным процессам  и протекает за счет диффузии из зоны с высокой концентрацией. Это, как правило, клетки животного или  растительного материала, содержащие биологически активные вещества. Экстрагирование  основано на диффузии биологически активных веществ из внутренних структур частиц материала в экстрагент и заканчивается при достижении равновесных концентраций. В равновесном состоянии из материала в экстрагент переходит такое же количество молекул, как и из экстрагента в материал, т.е. концентрация остается постоянной. При этом обычно в материале концентрация выше, чем в экстрагенте.

Диффузия  бывает:

1. молекулярная
2. конвективная.

Молекулярная диффузия - это процесс переноса распределяемого вещества (биологически активного вещества - БАВ) за счет хаотического движения самих молекул в неподвижной среде. Она характеризуется коэффициентом молекулярной диффузии D, который определяют из уравнения Эйнштейна:

    ,(1.1)

 Где

R - универсальная газовая постоянная, равная 8,32 Дж/(град×моль);

 Nо - число Авогадро (6,06×1023);

 Т - температура абсолютная, град К;

 η - вязкость раствора, Н/с×м2;

r - радиус диффундирующих частиц, м;

k = R/Nо - постоянная Больцмана.

Коэффициент молекулярной диффузии характеризует  способность данного вещества проникать  вследствие диффузии в неподвижную  среду и, как видно из уравнения (1.1), увеличивается с повышением температуры и уменьшается с  увеличением вязкости среды и  размера диффундирующих частиц вещества.

Следовательно, чем меньше радиус диффундирующих частиц, тем быстрее идет диффузия. Так, растворам  белков, слизей, пектинов и т.п. имеющим  большие молекулы, присущи очень  низкие коэффициенты диффузии. Вещества с малыми размерами молекул (какими чаще бывают БАВ) диффундируют намного  быстрее.