Bản chất của quá trình chiết xuất

0
261

Quá trình chiết xuất hoạt chất trong dược liệu bằng dung môi là quá trình di chuyển vật chất trong hệ hai pha rắn – lỏng, trong đó dung môi là pha lỏng và dược liệu là pha rắn.

Do có mặt của màng tế bào, màng nguyên sinh chất, cho nên quá trình chiết xuất rất phức tạp, trong đó xảy ra các hiện tượng hòa tan, khuếch tán, thẩm thấu và thẩm tích.

Khi cho dược liệu khô đã chia nhỏ tiếp xúc với dung môi, sẽ xảy ra các quá trình sau đây:

  • Thâm nhập dung môi vào trong dược liệu.
  • Hòa tan các chất trong dược liệu
  • Khuếch tán các chất tan.

Về nguyên tắc khuếch tán chất tan trong quá trình chiết xuất có thể chia làm hai loại: Khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu.

  • Khuếch tán phân tử

Khuếch tán phân tử xảy ra do sự chuyển động tự do của các phân tử theo chiều hướng tạo nên sự cân bằng nồng độ chất tan trong dịch chiết.

Quá trình khuếch tán phân tử tuân theo định luật Fick, được biểu thị bằng phương trình:

C-c

M = DA——t

X

Trong đó:

M : Lượng chất tan khuếch tán

c – c : Chênh lệch nồng độ chất tan trong các lớp khuếch tán A : Diện tích bề mặt phân cách giữa các lớp khuếch tán t : Thời gian khuếch tán X : Bề dày lớp khuếch tán

D : Hệ số khuếch tán phân tử, là lượng chất khuếch tán (kg) trong thời gian 1 giây qua diện tích lm2 với bề dày của lớp khuếch tán lm với chênh lệch nồng độ lkg/m3.

Hệ số khuếch tán phân tử được tính theo biểu thức toán học của Einstein.

N 6r|7cr

Trong đó :

R : Hàng số khí (0,0821 atm/mol, độ)

R : Nhiệt độ tuyệt đối N : Sô’Avogadro (6,06.1023) ĩ| : Độ nhớt của chất lỏng r : Bán kính tiểu phân khuếch tán

Biểu thức trên cho thấy, các chất có phân tử lớn như albumin, chất nhầy có hệ số D nhỏ, khuếch tán chậm, ngược lại các ion, phân tử nhỏ sẽ khuếch tán nhanh.

khuếch tán phân tử

  • Khuếch tán đối lưu

Xảy ra do sự khuấy trộn, thay đổi nhiệt độ tạo nên sự di chuyển của dịch chiết kéo theo chất tan vào dòng khuếch tán. Nói cách khác, khuếch tán đối lưu là sự chuyển dời chất dưới dạng chuyển đi một thể tích dung dịch, trong đó ở những thể tích nhỏ hơn có sự khuếch tán phân tử. Quá trình khuếch tán đối lưu được biểu thị bằng phương trình:

M = pA (C – c) t

Trong đó :

S: Lượng chất khuếch tán từ pha lỏng này vào dòng chuyển động của pha lỏng khác.

P: Hệ số khuếch tán đối lưu là lượng chất khuếch tán trong thời gian 1 giây qua diện tích lm2 với chênh lệch nồng độ lkg/m3.

c – c: Chênh lệch nồng độ chất khuếch tán trên dòng chảy (C là nồng độ ở bề mặt phân cách pha, c là nồng độ ở trung tâm dòng chảy).

A: Diện tích bề mặt phân cách pha

t: Thời gian

Trong khuếch tán đối lưu, điều kiện thủy động (tốc độ chảy của dung môi, dịch chiết) là yếu tố quyết định. Các yếu tố khác như tốc độ khuếch tán, kích thước phân tử chất khuếch tán, độ nhớt dung môi, động năng phân tử trở nên

thứ yếu.

Khuếch tán đối lưu có tốc độ lớn hơn nhiều lần so với khuếch tán phân tử (100 – 1000 lần).

Khuếch tán đối lưu

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here