Ekstraksiyon

Ekstrakte edilen madde, bitkilerden veya doğal kaynaklardan özlerin çıkarılmasıyla elde edilir. Bu süreç şu adımlarla gerçekleşir: 1. Ön Hazırlık: Bitkiler hasat edilir, temizlenir, ayıklanır ve genellikle kurutulur. 2. Ekstraksiyon: Kurutulmuş bitkiler, çözücüler (su, alkol, yağlar) yardımıyla ayrıştırılır. 3. Zenginleştirme ve Standardizasyon: Elde edilen ekstrakt, gerekirse diğer bileşenlerden ayrılarak zenginleştirilir ve standardize edilir. 4. Kurutma: Son olarak, ekstrakt kurutulur, genellikle püskürterek kurutma yöntemi kullanılır.

Sıvı-sıvı ekstraksiyonu yapmak için aşağıdaki adımlar izlenir: 1. Hazırlık: Ekstrakte edilecek bileşenlerin bulunduğu çözeltinin hazırlanması. 2. Ekstraksiyon: Hedef bileşenin seçilen çözücü ile etkileşimi ve ayrılması. 3. Seperasyon: İki fazın ayrılması ve hedef bileşenin izole edilmesi. 4. Pürifikasyon: Hedef bileşenin saflığının arttırılması. İşlem adımları: 1. Ayırma hunisi seçimi: Musluğu akıtmayan ve ana çözeltinin 2 katı kadar hacme sahip bir ayırma hunisi seçilir. 2. Çalkalama: Ekstrakte edilecek çözelti ayırma hunisine alındıktan sonra üzerine ana çözeltinin 1/3'ü kadar hacimde ekstraksiyon çözgeni konur ve huniyi sıkıca tutarak yavaşça çalkalanır. 3. Basınç düşürme: Çalkalama ile sıkışan hava, huni ters çevrilerek ve musluk yavaşça açılarak çıkarılır. 4. Faz ayrımı: Ayırma hunisinin içi çözgen buharları ile doyduktan sonra daha fazla çalkalamak basıncı etkilemeyeceği için ayırma hunisi hızla çalkalanarak maksimum miktarda organik maddenin çözgen fazına geçmesi sağlanır. 5. Fazların ayrılması: Musluk son bir kez açılıp kapatıldıktan sonra bir spor'a takılmış halkaya düşey durumda yerleştirilir ve fazların ayrılması için beklenir. 6. Ürünün toplanması: Fazlar tam olarak ayrıldıktan sonra sulu kısım veya ekstrakt, çözgen yoğunluğu sudan düşükse alttaki musluktan akıtılarak alınır.

Ekstraksiyon ve ekstrakt arasındaki fark şu şekildedir: - Ekstraksiyon, bir bitkiden veya diğer doğal kaynaklardan aktif bileşenlerin ayrılmasını sağlayan bir yöntemle elde edilen işlem sürecidir. - Ekstrakt ise ekstraksiyon işleminin sonucunda elde edilen konsantre sıvı veya katı formdaki üründür.

Katı-sıvı ekstraksiyonunda kullanılan yöntem, bir katı karışımda bulunan maddelerin bir sıvı çözücü yardımıyla çözülerek özütlenmesi işlemidir. Bu yöntemde kullanılan bazı teknikler şunlardır: Soğuk ekstraksiyon: Düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir ve hassas bileşenlerin korunması için tercih edilir. Sıcak ekstraksiyon: Çözünürlüğü artırarak daha fazla bileşen elde edilmesini sağlar. Ultrasonik ekstraksiyon: Ses dalgaları kullanarak çözücünün katı maddeyle etkileşimini artırarak verimliliği yükseltir. Basınçlı ekstraksiyon: Yüksek basınç altında gerçekleştirilir ve sıvı fazın çözücü gücünü artırarak daha etkili bir ekstraksiyon sağlar.

Katı sıvı ekstraksiyonu şu adımlarla gerçekleştirilir: 1. Hazırlık Aşaması: Katı madde toz haline getirilerek yüzey alanı artırılır, bu çözünme hızını artırır. 2. Çözücü Seçimi: Ekstraksiyon için uygun bir sıvı çözücü seçilir, bu seçim hedef bileşenin çözünürlük özelliklerine bağlıdır. 3. Ekstraksiyon İşlemi: Katı madde ve çözücü, belirli bir sıcaklık ve süre boyunca karıştırılır, bu aşamada bileşenlerin sıvıya geçişi sağlanır. 4. Ayrıştırma: Ekstraksiyon işlemi tamamlandıktan sonra katı faz sıvıdan ayrılır, bu işlem genellikle filtrasyon veya santrifüjleme ile yapılır. 5. Çözücünün Geri Kazanımı: Kullanılan çözücünün geri kazanımı, hem ekonomik hem de çevresel sürdürülebilirlik açısından önemlidir. Ekstraksiyon yöntemleri arasında soğuk ekstraksiyon, ısı ile ekstraksiyon, ultrasonik ekstraksiyon ve basınçlı ekstraksiyon gibi çeşitler de bulunmaktadır.

Sıvı-sıvı ekstraksiyonunda ayırma hunisi kullanılır.

Ekstraksiyon düzeneği, bir maddenin başka bir maddeden ayrılması veya çıkarılması için kullanılan ekipman ve sistemlerdir. İki ana ekstraksiyon düzeneği türü vardır: 1. Sıvı-sıvı ekstraksiyonu: İki karışmayan sıvı fazı arasında hedef bileşenlerin dağılımını içerir. 2. Katı-sıvı ekstraksiyonu: Katı bir matristen sıvı bir çözücüye hedef bileşenlerin çıkarılması işlemidir. Ekstraksiyon düzenekleri, kimya laboratuvarlarının yanı sıra gıda, ilaç, çevre ve madencilik gibi çeşitli sektörlerde de kullanılır.

Ekstraksiyon ve izolasyon farklı ayırma işlemleridir: 1. Ekstraksiyon: Bir veya daha fazla bileşiğin, orijinal konumlarından (numune veya matris) daha fazla işlem ve analizin yapılacağı fiziksel olarak ayrı bir yere taşınması işlemidir. 2. İzolasyon: Ekstraksiyondan sonra gelen ve saflaştırılmış bir bileşik elde etmeyi amaçlayan ayırma tekniğidir.

Ekstrakte edilen madde, dokulardan veya diğer malzemelerden çözücü yardımıyla ayrılan suda çözünebilen düşük molekül ağırlıklı organik bileşiktir.

Bitkilerin özütü, çeşitli yöntemlerle çıkarılabilir: 1. Distilasyon: Bitkiler su ve buharla kaynatılır, buharlaştırılır ve soğutularak yoğuşturulur. 2. Ekstraksiyon: Bitkinin içindeki yağ bileşenlerini çözmek için çözücü madde kullanılır, bu çözücü daha sonra buharlaştırılır ve geriye kalan yağ toplanır. 3. Soğuk Sıkım: Özellikle kabuk, tohum ve çekirdekler özel bir press makinesi yardımıyla sıkılır. 4. Maserasyon: Bitkiler, taşıyıcı bir yağın (örneğin zeytinyağı) içine konur ve belirli bir süre bekletilir.

İnfüzyon iki farklı anlamda kullanılabilir: 1. Bitki çayı hazırlama yöntemi. 2. Kimyasal bileşiklerin veya aromaların ekstraksiyonu.

Katı-sıvı ekstraksiyonunda kullanılan sorbentler çeşitli gruplara ayrılabilir: 1. İnorganik-bazlı sorbentler: Silika jel (SiO2), alümina (Al2O3), magnezyum oksit (MgO) ve diğer oksit türleri. 2. Organik-bazlı sorbentler: Doğal polimerler ve sentetik polimerler, iyon baskılı polimerler. 3. İnorganik-organik hibrit materyaller: C18-silika. Ayrıca, adsorban olarak aktif karbon, selülozik türevler, polistren-divinilbenzen esaslı adsorbanlar ve poliürtan polimerler de kullanılır.

Maserasyon yöntemi, bitkisel veya organik malzemelerin sıvılarla (genellikle su, alkol veya yağ) karıştırılarak etkin bileşenlerin serbest bırakılması işlemidir. Bu yöntem, çeşitli alanlarda kullanılır: - Gıda endüstrisi: Tatlandırıcıların ve renklerin çıkarılması için. - Farmasötik: Tıbbi özlerin bitkilerden elde edilmesi için. - Kimya: Organik bileşiklerin analizi ve ayrıştırılması için. Maserasyon süreci genellikle şu adımları içerir: 1. Materyal hazırlığı: Bitki veya organik materyal, işlemden önce öğütülür ve uygun boyuta getirilir. 2. Solvent seçimi: Analiz edilmek istenen bileşenlere bağlı olarak en uygun solvent seçilir. 3. Süre ve sıcaklık ayarı: Ekstraksiyonun etkinliği, süre ve sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır. 4. Filtrasyon ve analiz: Ekstrakte edilen sıvı, filtreleme işlemine tabi tutulur ve ardından kromatografi veya spektroskopi gibi hassas cihazlarla analiz edilir.

Süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SFE) şu adımlarla gerçekleştirilir: 1. Laboratuvar/Ar-Ge Çalışmaları: Ham maddenin içeriğinin belirlenmesi ve hangi moleküllerin hangi sıcaklık ve basınç parametrelerinde ekstrakte edileceğinin analiz edilmesi. 2. İleri Laboratuvar Çalışmaları: Daha yüksek akış hızları sağlayan SC serisi cihazlar ile prototip ürün denemeleri ve butik üretimler yapılır. 3. Pilot Çalışmalar: Üretim hacimlerine ulaşılabilen ve ürünlerin pazar payının görüldüğü ölçekte sistemler kullanılır. 4. Endüstriyel Üretim: SFE için gerekli olan yüksek basınç ve enerji nedeniyle ciddi yatırımlar gerektirir. SFE sürecinin genel adımları: 1. Biyokütle, minimum hazırlık ile ekstraktörlere yüklenir. 2. CO2 ayarları bir PLC sistemi aracılığıyla ayarlanır. 3. Yüksek basınçlı hücrelere pompalanan CO2, süperkritik hale geçer ve bitki bileşenlerini çözer. 4. İsteğe bağlı olarak, bir Co-Solvent tankı PLC ile yönetilir. 5. Çıkarılan bileşenler, süperkritik CO2 içinde çözünür ve seçici olarak ayırıcılarda toplanır. 6. Geri kazanılan CO2, kapalı bir döngüde geri dönüştürülür ve tekrar kullanılır.

İki fazlı ekstraksiyon, yeraltı suyu ve buharın uzaklaştırılması için kullanılan bir süreçtir. Temel prensipleri: 1. Vakum, kirli suyu hızlı bir şekilde çekmek için bir girinti oluşturur. 2. Pompa, buharlaşan kirleticileri doymamış bölgeden çıkarır. 3. Ayırma cihazları, ekstrakte edilen bileşiklerin sıvı ve buhar kısımlarını ayırır. Bu yöntem, çeşitli toprak derinliklerinde ve binaların altında kullanılabilir ve genellikle kirleticilerin güvenli bir şekilde azaltılmasını sağlar.

Ekstraksiyon cihazının 100 mL solvent için kullanılma süresi, ekstraksiyon yöntemine bağlı olarak değişir. - Soxhlet ekstraksiyonu: Tipik olarak 6 saatten 24 saate kadar kullanılır ve büyük solvent hacimleri (100-500 mL) gereklidir. - Mikrodalga ekstraksiyon sistemleri: Ekstraksiyon süresi 2 ila 20 dakika arasında olabilir ve genellikle 20-50 mL solvent kullanılır. - Süperkritik akışkan ekstraksiyonu (SFE): Ekstraksiyon süresi 20-60 dakika arasındadır ve 10-20 mL solvent gerektirir.

Bitkisel özler çeşitli yöntemlerle hazırlanabilir: 1. Dekoksiyon (Kaynatma Yöntemi): Genellikle sert bitkisel materyaller (kökler, kabuklar) için kullanılır. - Malzemeler: Bitkinin sert kısımları. - Hazırlanışı: Bitki parçaları su ile birlikte bir tencereye konur ve kaynatılır, ardından süzülerek soğutulur. 2. İnfüzyon (Demleme Yöntemi): Yapraklar ve çiçekler için uygundur. - Malzemeler: Taze veya kuru bitki yaprakları/çiçekleri. - Hazırlanışı: Bitki malzemesi sıcak suya eklenir ve belirli bir süre demlenmeye bırakılır, sonra süzülür. 3. Alkol ile Ekstraksiyon: Bitkinin etken maddelerini daha iyi çözebilir. - Malzemeler: Kuru bitki materyali ve yüksek kaliteli alkol (örneğin, votka). - Hazırlanışı: Bitki materyali alkol ile karıştırılır ve karışım birkaç hafta bekletilir, ardından süzülerek sıvı elde edilir. 4. Soğuk Presleme: Bazı meyve ve sebzelerin özlerini çıkarmak için kullanılır. - Malzemeler: Taze meyve veya sebze. - Hazırlanışı: Bitki materyali preslenerek su ve yağ gibi öz bileşenler çıkarılır. 5. Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu: Daha modern ve teknoloji gerektiren bir süreçtir. - Malzemeler: Bitki materyali ve süperkritik karbondioksit. - Hazırlanışı: Süperkritik karbondioksit, bitkisel materyal ile etkileşime girerek öz bileşenleri çıkarır. Bitkisel özlerin hazırlanmasında kullanılan yöntemler, istenen sonuca ve kullanılan bitkinin özelliklerine göre değişiklik gösterebilir.

100 ml'lik ekstraktör, genellikle sıvıların veya katı maddelerin ayrıştırılması için kullanılır. Bu tür ekstraktörler, kimya, ilaç, gıda, kozmetik gibi çeşitli sektörlerde aktif bileşenlerinin çıkarılması için yaygın olarak kullanılır. Ayrıca, toksik maddelerin bertaraf edilmesi veya geri kazanılması amacıyla da ekstraktörler kullanılabilir.

Süper kritik CO2 ekstraksiyonunda karbondioksit (CO2) çözücü olarak kullanılır.

Bitki öz suyu çeşitli yöntemlerle elde edilebilir: 1. Dekoksiyon (Kaynatma Yöntemi): Genellikle sert bitkisel materyaller (kökler, kabuklar) için kullanılır. - Malzemeler: Bitkinin sert kısımları. - Yöntem: Bitki parçaları su ile birlikte bir tencereye konur ve kaynatılır. 2. Infüzyon (Demleme Yöntemi): Genellikle yapraklar ve çiçekler için uygundur. - Malzemeler: Taze veya kuru bitki yaprakları/çiçekleri. - Yöntem: Bitki malzemesi sıcak suya eklenir ve belirli bir süre (genellikle 10-15 dakika) demlenmeye bırakılır. 3. Alkol ile Ekstraksiyon: Bitkilerin etken maddelerini daha iyi çözebilir. - Malzemeler: Kuru bitki materyali ve yüksek kaliteli alkol (örneğin, votka). - Yöntem: Bitki materyali, alkol ile karıştırılır ve karışım belirli bir süre (genellikle birkaç hafta) bekletilir. 4. Soğuk Presleme: Bazı meyve ve sebzelerin özlerini çıkarmak için kullanılır. - Malzemeler: Taze meyve veya sebze. - Yöntem: Bitki materyali preslenerek su ve yağ gibi öz bileşenler çıkarılır. 5. Süperkritik Karbondioksit Ekstraksiyonu: Daha modern ve teknoloji gerektiren bir süreçtir. - Malzemeler: Bitki materyali ve süperkritik karbondioksit. - Yöntem: Süperkritik karbondioksit, bitkisel materyal ile etkileşime girerek öz bileşenleri çıkarır.