6.2 MECCANISMO DELL’ESTRAZIONE SOLIDO-LIQUIDO Prendiamo in considerazione una particella solida non porosa in cui il soluto è distribuito uniformemente. L’azione del solvente inizierà sulla superficie dissolvendo il soluto che vi è presente. La rimozione del soluto formerà una certa porosità attraverso cui potrà continuare l’attacco del solvente. La porosità che si può formare attraverso questo meccanismo dipende dalla concentrazione del soluto. Se è piccola, si formeranno pochi pori e la velocità d’estrazione diventerà rapidamente sempre più piccola. Se è elevata, la porosità potrà essere così estesa da arrivare a disintegrare il resto della particella e a rendere accessibile la gran parte del soluto, rendendo possibile un’elevata velocità ed un’alta resa dell’estrazione. Ovviamente, se il materiale è già di per sé poroso, l’estrazione viene ulteriormente facilitata. In generale si può ipotizzare un semplice modello in cui la particella di soluto sia attorniata da una pellicola di soluzione stagnante ( ) che la isola dalla massa turbolenta, per cui il trasporto del solvente verso il solido e del soluto verso la soluzione avvenga secondo un processo a stadi (v. Fig. 6.1): strato limite diffusione del solvente dalla massa della soluzione alla superficie del solido attraverso lo strato limite; diffusione interna del solvente nei pori del solido; dissoluzione del soluto; diffusione interna del soluto nei pori fino alla superficie della particella di solido; diffusione del soluto attraverso lo strato limite nella massa della soluzione. Stadi dell’estrazione solido-liquido Fig. 6.1 Esemplificazione del meccanismo dell’estrazione solido-liquido. I numeri si riferiscono agli stadidescritti nel testo. Come in altri processi a stadi (p.e. la catalisi eterogenea), la velocità del processo globale può essere determinata dallo stadio più lento, mentre gli altri si possono considerare virtualmente in equilibrio. Nei processi in cui la dissoluzione è un fenomeno fisico, generalmente è la diffusione del soluto che agisce da stadio limitante anche se talvolta la velocità di dissoluzione può avere un qualche effetto. Nei processi in cui la dissoluzione è associata ad una reazione chimica, generalmente è la cinetica della reazione a controllare la velocità di tutto il processo.