STRUKE:

ekstrakcija

ilustracija
EKSTRAKCIJA – a) laboratorijski ekstraktor za rad s otapalima lakšima od vode; b) ekstrakcija kolona; c) neprekidana višestupanjska križna ekstrakcija; d) neprekidana višestupanjska protustrujna ekstrakcija – 1. otapalo, 2. vodena otopina, 3. ekstrakt, 4. rafinat, 5. međufazna granica, 6. posuda za miješanje, 7. odjeljivač

ekstrakcija (srednjovj. lat. extractio).

1. Vađenje, izvlačenje, npr. u medicini ekstrakcija zuba, stranog tijela, djeteta kod porođaja, u matematici ekstrakcija drugoga korijena.

2. Ekstrakcija zuba, vađenje zuba, najčešći kirurški zahvat u usnoj šupljini. Indikacije su zubi razoreni karijesom, bolest pulpe koja se ne može uspješno liječiti, traumatska oštećenja zuba, prekobrojni, izobličeni impaktirani zubi te ortodontski razlozi. Ekstrakcija zuba izvodi se u lokalnoj anesteziji, posebnim instrumentima (kliješta i poluge).

3. Odvajanje odabranih tvari iz neke čvrste smjese (ekstrakcija čvrsto-kapljevito) s pomoću prikladnog otapala ili otopine, npr. metala iz rude kiselinom (→ izluživanje) ili mirisnih estera iz biljnog materijala organskim otapalom.

4. Ekstrakcija otapalima, odjeljivanje tvari iz vodenih otopina s pomoću otapala ili u njemu otopljenih ekstraktanata, tj. organskih reaktanata (ekstrakcija kapljevito-kapljevito). To je laboratorijski i industrijski postupak i osnovna tehnološka operacija, koja se temelji na raspodjeli otopljene tvari između dviju kapljevina (otopine i otapala) koje se međusobno ne miješaju (teža i lakša faza) i koje su dovedene u tijesni dodir u vremenu, to pak omogućuje uspostavljanje ravnoteže. Prijenos tvari odvija se difuzijom otopljene tvari kroz faznu granicu fino raspršenih kapljica, najčešće otapala u otopini. Raspodjela tvari među fazama ovisi o topljivosti tih tvari ili tvari nastalih reakcijom s ekstraktantom otopljenim u organskoj fazi. Organska faza, obogaćena nakon postupka s tvari koja se ekstrahira, naziva se ekstrakt, a vodena faza osiromašena na toj tvari rafinat. Kad se ekstrakcija primjenjuje za izdvajanje vrijedne tvari (npr. metala) iz smjese, ekstrakt ide u daljni postupak, reekstrakciju, tj. ponovno prevođenje ekstrahirane tvari u vodenu otopinu uz regeneraciju otapala. Kada se pak ekstrakcija primjenjuje za pročišćivanje, pri čemu u ekstrakt prelaze nepoželjne tvari ili nečistoće, rafinat je koristan proizvod ekstrakcije.

Učinkovitost ekstrakcijskog postupka najčešće se iskazuje omjerom koncentracija ekstrahirane tvari u organskoj i vodenoj fazi nakon ekstrakcije (distribucijski omjer). Kada je taj omjer već samo jednak jedinici (a može dosezati i nekoliko tisuća), znači da su koncentracije ekstrahirane tvari u obje uravnotežene faze jednake, pa je ponavljanjem ekstrakcije, tj. dovođenjem otopine koja se ekstrahira u dodir s jednakim volumenom svježeg otapala, moguće već nakon tri ponavljanja (tri stupnja) izdvojiti 87,5% željene tvari (50% + 25% + 12,5%). Kvocijent distribucijskih omjera dviju otopljenih tvari koje treba razdvojiti (separacijski faktor) pokazuje selektivnost ekstrakcijskoga postupka. Na učinkovitost i selektivnost ekstrakcije, osim otapala, odnosno ekstraktanta, mogu utjecati i drugi čimbenici: temperatura, vrsta i koncentracija sastojaka ekstrakcijskoga sustava, volumni omjeri faza, vrijeme dodira i dr. Za ekstrakciju se upotrebljava velik broj poznatih organskih otapala (npr. kloroform, etilni eter, butilni alkohol), a u novije se doba sintetiziraju organski spojevi potrebnih ekstrakcijskih karakteristika (npr. organofosforni spojevi za ekstrakciju metala), koji se primjenjuju otopljeni u prikladnom organskom otapalu (npr. petroleju). U ekstrakcijske se sustave po potrebi dodaju i druga sredstva, kao što su npr. razrjeđivači.

Ekstrakcija otapalima u laboratoriju služi za pretkoncentriranje ili pročišćivanje tvari (npr. uzoraka za analizu). Za najjednostavnije se ekstrakcije najčešće upotrebljava lijevak za odjeljivanje s brušenim čepom, u kojem se vodena otopina i organsko otapalo izmiješaju i iz kojeg se, nakon postizanja ravnoteže i odjeljivanja, slojevi odvojeno ispuštaju kroz pipac na dnu.

U industriji ekstrakcija ima široku i dugotrajnu primjenu (prvi patent 1908). Osim u hidrometalurgiji, gdje je to glavna tehnološka operacija, primjenjuje se u nuklearnoj tehnologiji (reprocesiranje nuklearnoga goriva), biotehnologiji (npr. ekstrakcija bjelančevina, ekstraktivna kultivacija mikroorganizama), zaštiti okoliša (npr. uklanjanje teških metala iz industrijskih otpadnih voda) i dr. Za industrijsku primjenu razvijen je niz postupaka, koji se mogu podijeliti na prekidane (šaržne, diskontinuirane) i neprekidane (kontinuirane), na jednostupanjske i višestupanjske, na križne (u svakom stupnju svježe otapalo dolazi u dodir s vodenom fazom koja se iscrpljuje) i protustrujne (najobogaćenija organska faza dolazi u dodir s neiscrpljenom otopinom i obratno). Za industrijsku ekstrakciju upotrebljavaju se dva temeljna tipa uređaja: kaskadni i diferencijalnokontaktni ekstraktor. U kaskadnom ekstraktoru zona miješanja, opremljena miješalom, odvojena je od zone odjeljivanja faza. U svakom paru jedinica za miješanje i odjeljivanje faza odvija se jedan stupanj ekstrakcije, i to ravnotežni stupanj ako su ispunjeni potrebni uvjeti. Jedinice mogu biti u obliku kolone (tornja) ili međusobno povezanih komora ili posuda (tzv. ekstraktor mješač-taložnik). Broj jedinica i način njihova povezivanja ovisi o vrsti procesa. Ekstraktor mješač-taložnik primjenjuje se osobito u hidrometalurgiji, npr. za ekstrakciju bakra, nikla i kobalta. Prema načinu raspršivanja disperzne faze (najčešće lakše organsko otapalo) u kontinuiranoj fazi (najčešće vodena otopina ili teže otapalo), kolone stepenastoga tipa mogu biti s perforiranim tavanima, mehanički miješane sa slojevima punila i dr. Diferencijalno-kontaktni ekstraktor najčešće je kolonskoga tipa, a može biti s pregradama, s punilima, rotacijski (s miješalima ili diskovima), pulzirani i dr. Upotrebljava se kada jedinice trebaju biti manjeg volumena, a potreban je velik broj stupnjeva ekstrakcije (npr. u nuklearnoj tehnologiji).

Noviji su postupci u ekstrakciji otapalima superkritična ekstrakcija (superkritični ugljikov dioksid kao otapalo), koja ima posebnu primjenu u prehrambenoj tehnologiji (npr. u separaciji sastojaka prirodnih ulja), te ekstrakcija uz primjenu kapljevitih membrana (npr. uklanjanje teških metala iz industrijskih otpadnih voda).

ekstrakcija. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 21.9.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=17468>.