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:

молекулярная
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.