في الكيمياء، عملية الاستخلاص هي فصل مادة معينة عن مواد أخرى ممزوجة معها في خليط واحد وتتم هذه العملية عن طريق استخدام مواد خاصة وقد تتأذى المواد الأخرى لكن التركيز يكون على المادة التي نرغب في استخلاصها، لكن هذا لا يحدث دائمًا ففي كثير من الأحيان لا تتضرر المواد الأخرى.

ولتوضيح عملية الاستخلاص بشكل بسيط، سأطرح مثال تحضير عملية الشاي في المنزل، فحينما نضع أوراق الشاي في مياه ساخنة، تعزل المياه الساخنة المواد التي نشربها ونستفيد منها (الثيوبرومين والكافيين). كما أن عملية استخراج الزيت من الزيتون هي مثال على الاستخلاص.

وبالطبع تحصل في المخابر عمليات معقدة جدًا من الاستخلاص يجري فيها تعديل على تكوين وبنية المواد.

يوجد عدة مفاهيم في الاستخلاص وهي: “عامل الاستخلاص” وهو المادة التي تستخدم من أجل عملية الفصل وقد تكون غازًا أو سائلًا أو صلبة أو فوق حرجة. وكذلك “المستخلص” وهو ناتج عملية الاستخلاص.

كثيرًا ما تستخدم المذيبات من أجل حلّ المادة التي نرغب في استخلاصها، وقد تكون مذيبات لاعضوية مثل بخار الماء أو الماء أو الحموض أو الأسس، أو مذيبات عضوية كالزيوت النباتية والكحول والإيترات والهيدروكربونات.

ويوجد ثلاثة أنواع للاستخلاص وهي:

  • استخلاص سائل-سائل: وهو من أشهر أساليب الاستخلاص وأهمها فقد أثبت فاعليته في استخراج المركبات من الخلائط وهي تعتمد على قابلية المواد للذوبان. ومن أبسط الأمثلة على هذا النوع من الاستخلاص هو استخدام البنزين لأنها مادة لا تمتزج مع الماء ولا تذوب فيه. لذا، إن كان البنزين مخلوطًا مع مواد أخرى فيفصل باستخدام المياه.
    غالبًا ما يستخدم استخلاص سائل-سائل في تخصصات معينة مثل علم الأحياء وعلم الكيمياء التحليلية.
  • استخلاص صلب -سائل: في هذا النوع يكون عامل الاستخلاص صلب والمزيج هو مواد سائلة.
  • استخلاص سائل-صلب: في هذا النوع يكون عامل الاستخلاص سائل والمزيج هو مواد سائلة.
  • استخلاص سائل-غاز: في هذا النوع يكون عامل الاستخلاص سائل والمزيج هو مواد غازية.
  • استخلاص غاز-سائل: في هذا النوع يكون عامل الاستخلاص غاز والمزيج هو مواد سائلة.
  • استخلاص صلب -صلب: في هذا النوع يكون عامل الاستخلاص صلب والمزيج هو مواد صلبة. وقلما يستعمل وليس له  الكثير من التطبيقات.

لعملية الاستخلاص فوائد واستخدامات عديدة، أبرزها:

  • تستخدم عملية الاستخلاص من أجل استخراج المركبات الطبيعية: مثلًا استخراج مكونات مفيدة كالزيوت من النباتات أو الفاكهة.
  • تستخدم عملية الاستخلاص من أجل  تغيير بنية مركبات المواد وتعتبر هذه الطريقة مفيدة في استخراج الزيوت العطرية.
  • تستخدم عملية الاستخلاص من أجل إزالة مركبات معينة دون الشوائب أو المواد التي ترافقها.

ومن أبرز الأجهزة التي تستخدم للاستخلاص هو جهاز كوكسليه الذي يتألف من ثلاث أجزاء متصلة ببعضها البعض وهي:

  1. الدورق: شكله كرويّ في أغلب الأحيان.
  2. القسم الأوسط: وهو القسم الرئيسي ويتألف من أنبوب مغلق بنهايته.
  3. مبرد شاقولي وهو القسم الثالث.

وقد طرأت العديد من المتغيرات الحديثة على عملية الاستخلاص فقد حدثت تقنيات جديدة كاستخلاص ثنائي أكسيد الكربون فوق الحرج (ثنائي أكسيد الكربون فوق النقطة الحرجة من حيث الضغط ودرجة الحرارة)، والاستخلاص الارتجاعي والاستخلاص الفوق صوتي والاستخلاص بواسطة الموجات المكروية.

أكمل القراءة

الاستخلاص

الاستخلاص عملية كيميائية يتم فيها فصل مكوِّن أو أكثر سواء من مواد سائلة أو خليط صلب عن طريق إضافة عنصر أم أكثر يمتزج بأحد عناصر الخليط دون الأخرى وتعتبر عملية غسل الملابس من الأوساخ إحدى النماذج القوية للاستخلاص، إذ تتم إضافة مواد لاجتذاب الشوائب والأوساخ من الألياف دون التأثير عليها، إلا أن الاستخلاص من العمليات شديدة التأثير في الحياة اليومية عمومًا.

فإذا افترضنا أن لدينا خليط مكوّن من عنصرين هما أ و ب فلاستخلاص أحدهما من الآخر وفصله عن الخليط يتم عادة إضافة عنصر ثالث يمتزج بأحدهما دون الآخر.

تقنيات الاستخلاص

هناك الكثير من التقنيات التي يتم استخدامها في عملية الاستخلاص وهي مثل:

  • التقطير باستخدام الحرارة حيث يتعرض عنصر إلى التبخر ويبقى الآخر، ومع هذا إذا كانت المكوِّنات حساسة فإن هذه الطريقة تكون بلا جدوى.
  • السحب وهي التقنية الأكثر أمانًا في الكثير من الأحيان خصوصًا في المواد المنزلية العادية والصناعات الغذائية، حيث يتم إضافة مادة ثالثة قادرة على سحب أحد الجزيئات دون الآخر ونجاح هذا الأمر متوقف على قدرة أحد المكونين الأساسيين في الذوبان داخل العنصر الجديد أكثر من الآخر.

أنواع الاستخلاص

هناك أكثر من نوع للاستخلاص تبدأ بالمواد البسيطة التي بينها تباعد شديد في الخصائص الكيميائية، إلى المواد المتقاربة والتي تحتاج إلى تقنيات أكثر تعقيدًا، ويمكن حصرها في:

  • استخلاص السائل من السائل: وهو من الأنواع شديدة الأهمية في الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء وحتى في الصناعات الغذائية.
  • اسخلاص من الحالة الصلبة: وهي الأكثر استخدامًا في عزل المواد المهمة عن مجموعة من المكونات، وتُطبق بكثرة عند تحليل البول والدم والمشروبات والتربة والأنسجة الحيوانية.
  • استخلاص الحمض القاعدي: وفيها يتم استخلاص المتسلسل السائل لتنقية الأحماض والمواد القاعدية من المواد المخلوطة بها بناءً على خصائصها الكيميائية حيث يتم عزل المُركبات والمنتجات الطبيعية مثل القلويات من المستخلصات الخام، ولكن لا يمكن فصل الأحماض أو القواعد المتشابهة كيميائيًا بهذه الطريقة البسيطة وتتطلب طرق أكثر تعقيدًا في الاستخلاص.
  • استخلاص السوائل فوق الحرجة: وهي مواد تتسم بتغيرات كبيرة في الكثافة مثل المذيبات العضوية، وتستخدم هذه العملية في استخلاص الكافيين والتنظيف الجاف والصباغة والتجفيف.
  • الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية: وهي من الطرق الشائعة للحصول على المواد النشطة بيولوجيا من النباتات والحفاظ على خصائصها دون أي إضافات.
  • استخلاص ارتداد الحرارة: وتستخدم فيها مواد تتمتع بدرجة انصهار مرتفعة للغاية يمكنها من تحمل أكثر من 3500 درجة مئوية وتستخدم في صناعات الحديد وتكرير النفط وغيرها من المواد شديدة الصلابة.
  • الاستخلاص بمساعدة الكيمياء الميكانيكية: ويتم فيها استخدام الطحن مع مضادات الأكسدة والارتجاع الحراري لاستخلاص محلول من مواد صلبة.
  • الاستخلاص الفوري للضغط: وتستخدم هذه الطريقة في استخلاص نكهات ومذاقات معينة من الأطعمة عن طريق اختيار التركيزات المناسبة والمذيبات واتباع إجراءات ضغط معينة أكثر من مرة للحصول على المستخلص المرغوب فيه.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما معنى الاستخلاص Extraction"؟