6.3 FATTORI CHE INFLUENZANO IL PROCESSO I fenomeni diffusi rivestono particolare importanza nell’estrazione. Come si è già visto (v. Cap. 4), la diffusione è descritta matematicamente dalla legge di Fick, che in questo caso possiamo scrivere come: dove: C è la portata istantanea di soluto che diffonde dal solido nella soluzione (p.e. kg/s); m è la massa di soluto C (kg); C D è il coefficiente di diffusione (kg/(s · m)); s è lo spessore dello strato limite (m); A è l’area interfaciale (m²); i x è la concentrazione in frazione del soluto nella soluzione satura sulla superficie del solido; s x è la concentrazione in frazione del soluto nella massa della soluzione. Fenomeni diffusi e estrazione I fattori che influenzano i termini che compaiono nella (6.1) influenzano anche il processo. Al diminuire delle dimensioni aumenta l’area interfaciale e si accorciano i percorsi diffusivi all’interno dei pori. Aumenta perciò la velocità della diffusione ma aumentano anche le perdite di carico che il solvente deve affrontare per attraversare il letto di particelle, specie muovendosi in controcorrente. Per quanto possibile si riducono le dimensioni del solido in modo non uniforme, dandogli forme in cui almeno una dimensione sia molto piccola, sì da assicurare un piccolo spessore almeno in una direzione, mentre nelle altre le dimensioni non piccole evitano un eccessivo impaccamento che potrebbe ostacolare il passaggio del liquido. Così le barbabietole, da cui estrarre il saccarosio, si tagliano in fettucce, i semi oleosi in scaglie, ecc. Al diminuire delle dimensioni delle particelle, aumentano anche le difficoltà della separazione solido-liquido, specie se la differenza di densità è piccola. Aumentando la temperatura aumenta il coefficiente di diffusione dato che diminuisce la viscosità. Aumenta abitualmente anche la solubilità delle sostanze da estrarre. Talvolta, come nell’estrazione del saccarosio, ciò è dovuto ad un effetto specifico del processo: in quel caso la denaturazione delle pareti cellulari. Un eccessivo aumento può provocare reazioni secondarie, perdita di selettività e possibili perdite di solvente per l’aumento della tensione di vapore. Ha soprattutto influenza nell’estrazione con solventi in condizioni supercritiche detta anche estrazione gas-solido. Variando la pressione si riesce a modulare la solubilità del soluto, rendendone così agevole il suo recupero. Ha scarsa influenza negli altri casi, condotti in condizioni di bassa volatilità del solvente, nei quali si opera solitamente a pressione ambiente. L’agitazione della soluzione aumenta la turbolenza, fa diminuire lo spessore dello strato limite, mantiene più uniforme la concentrazione nella massa della soluzione e migliora lo sfruttamento dell’area interfacciale prevenendo la sedimentazione del solido. Però la presenza o meno di un vero e proprio sistema d’agitazione dipende dal tipo di apparecchiatura. Dimensioni delle particelle. Temperatura. Pressione. Agitazione. Fattori