9 Extractie

9.1 Inleiding

Extractie is een van de oudste chemische handelingen die de mensheid toepast. Het bereiden van bijvoorbeeld een kop koffie of thee vereist de extractie van smaak en geurstoffen uit het gedroogde plantaardige materiaal met heet water. Waterige extracten van laurierbladen, kaneelstokjes, peperkorrels en kruidnagelen worden gebruikt als smaakmakers voor voedsel.

Organische chemici zijn sinds anderhalve eeuw bezig met het extraheren, isoleren, zuiveren en karakteriseren van ontelbare stoffen die worden geproduceerd uit planten die al eeuwen worden gebruikt voor medicijnen en parfums. Enkele voorbeelden van deze stoffen zijn: quinine van de cinchona boom, morfine van de opium papaver, cocaïne van de cocabladeren en menthol van pepermuntolie.

Het bereiden van een kop thee is een voorbeeld van een vast/vloeistof extractie. Naast de vast/vloeistof extracties zijn er nog twee andere soorten extractie te onderscheiden: de vloeistof/vloeistof extractie en de zuur/base extractie (eigenlijk een speciale vorm van vloeistof/vloeistof extractie).

Figuur 9.1. Het maken van een kop thee is een voorbeeld van een extractie.

9.2. Vast/vloeistof of S/L-extractie

9.2.1 Inleiding

Vaste/vloeistof extractie is de extractie methode die je vaak gebruikt bij het bereiden van dranken/maaltijden. Het bereiden van een kop koffie of thee zijn dagelijks terugkerende vast/vloeistof extracties. Ook de andere in § 9.1 genoemde voorbeelden zijn vrijwel allemaal voorbeelden van vast/vloeistof extracties.

Het principe van deze extracties is: een vaste stof met een geschikt oplosmiddel in contact laten komen.

Vaak is daarbij verwarming noodzakelijk om de extractie te versnellen. Lost alleen het gewenste extract op in het oplosmiddel (zie figuur 9.2) dan kan, na het verwijderen van het residu, met het afdampen van het oplosmiddel worden volstaan om het extract in handen te krijgen.
Helaas is dit vaak niet het geval. Meestal zitten er, door deze extractie stap, nog andere ongewenste stoffen in het oplosmiddel en zijn andere zuiveringsstappen nog noodzakelijk (bijvoorbeeld vloeistof/vloeistof extractie).

In het hierna volgende deel worden twee typen extractie methoden behandeld die worden gebruikt bij vast/vloeistof extracties: het Soxhlet-apparaat en de extractie volgens de Randall methode.

Figuur 9.2 Principe van een S/L-extractie.

9.2.2 Soxhlet-extractie

Continue/langdurige en/of uitputtende S/L-extracties kunnen worden uitgevoerd met een Soxhlet-apparaat (zie figuur 9.3)

Figuur 9.3 Een Soxhlet-extractie opstelling.

Principe
Een fijn gemalen vaste stof (ook wel bladeren of zaden etc.) wordt daartoe geplaatst in een extractie huls, meestal is dit een cellulose huls. Door verwarming van de onderste kolf met daarin het oplosmiddel, verdampt er oplosmiddel dat daarna omhoog stijgt in de buis. Bij de koeler wordt het zodanig afgekoeld dat het als vloeistof naar beneden stroomt en in de huls met de te extraheren vloeistof komt te staan. Het niveau in de huls stijgt doordat er steeds meer oplosmiddel in de loop van de tijd verdampt.

Dit gebeurt totdat het vloeistofniveau zo hoog is dat deze via het glazen overloopbuisje in één keer volledig wordt overgeheveld. Dit oplosmiddel met extract verzamelt zich onder in de kolf. Doordat er nog steeds verwarming plaatsvindt van het oplosmiddel begint het proces van het vollopen van de cellulosehuls weer van voren af aan. Dit proces wordt pas stopgezet indien vrijwel alle te extraheren stof onder in de kolf terecht is gekomen.

9.2.3 Randall methode

Tegenwoordig is er speciale extractie apparatuur ontwikkeld, werkend volgens de Randall-methode (zie figuur 9.4). Tijdens deze extractie procedure zijn er 3 stappen te onderscheiden.

Figuur 9.4 De driestaps vloeistof extractie volgens de Randall-methode. 

1. In de eerste stap wordt al het oplosmiddel in contact gebracht met het te extraheren monster. Het refluxen wordt voortgezet tot het overgrote deel van de te extraheren stof in oplossing is.
2. Om het laatste beetje van de te extraheren stof uit het monster te krijgen laat men in stap 2 het monster in contact komen met zuiver oplosmiddel. De drijvende kracht tot oplossen is immers groter als oplossing waarmee monster in contact komt nog geen concentratie van de te extraheren stof bevat. Hiertoe wordt in de 2e stap het monster uit de oplossing gehaald en komt alleen gecondenseerde damp van de oplossing in aanraking met het monster.
3. Tijdens de 3e stap laat men het oplosmiddel dat is verdampt niet terugvloeien. Het ingedampte extract bevindt zich nu in het onderste gedeelte van de opstelling.

vorige pagina volgende pagina