Теоретичні основи процесу екстрагування діючих речовин з лікарської рослинної сировини.

Процес екстрагування діючих речовин із сировини дуже складний і складається із стадій набухання, утворення первинного соку всередині клітин і масообміну.
Процес екстрагування рослинного матеріалу являє собою не просте розчинення складових частин рослини. Його необхідно розглядати як ряд фізико-хімічних процесів, що проходять як всередині клітини, так і на її поверхні. Поряд із процесами розчинення відбуваються явища дифузії, осмосу, адсорбції та ін. Для екстрагування найчастіше застосовуються висушені матеріал, у якому внаслідок втрати вологи об’єм протоплазми зменшується, і, утворюючи порожнечі в клітинній оболонці, заповнюється повітрям Стадія набухання. У перший момент зіткнення з екстрагентом клітини сухої рослинної сировини набухають. Тривалість цього процесу залежить переважно від гістологічної будови рослинного матеріалу, від ступеня його подрібнення, а також природи екстрагента. У ході набухання клітин повітря витісняється з них екстрагентом, що витягує спочатку з зовнішніх, переважно зруйнованих клітин як розчинні, так і нерозчинні речовини.
Стадія утворення первинного соку всередині клітини. Екстрагент проникає через нерозчинні оболонки в глибше розташовані клітини і розчиняє речовини, що містяться в них, утворюючи концентрований розчин зі значним осмотичним тиском – «первинний сік».
Стадія масообміну. В результаті високої концентрації «первинного соку» всередині клітини створюється значний осмотичний тиск, що викликає дифузійний обмін між вмістом клітин і навколишньою рідиною з меншим осмотичним тиском. Це і є основою процесу екстрагування, який приводить до розведення утвореного концентрованого розчину екстрагентом, що знаходиться поза клітинами. Цей процес дифузії й осмосу відбувається доти, поки не наступить рівновага, тобто концентрація речовин, що проходять через клітинну оболонку, у клітинах і зовні буде однаковою. При цьому відбувається молекулярна і конвективна дифузія.
Молекулярна дифузія- це перенос речовини, здійснювана за рахунок хаотичного руху молекул, який залежить від запасу кінетичної енергії молекул. Швидкість молекулярної дифузії залежить від температури витягування, величини поверхні, що розділяє речовини, товщини шару, через який проходить дифузія. Чим довше триває дифузія, тим більша кількість речовини переходить з одного середовища в інше.
Цей процес можна виразити рівнянням Фіка-Щукарєва:

де

- швидкість дифузійного процесу, м²/с;
D – коефіцієнт молекулярної дифузії, м²/с;
F – площа дифузійного обміну (сумарна площа подрібненої рослини), м²;
- градієнт концентрації (зміна концентрації речовини на відстані dx), - дифузійний процесс спрямований у сторону зменшення концентрації.
Конвенктивна дифузія. Це перенос речовини в результаті причин, що викликають переміщення рідини: струс, зміна температури, перемішування. Цей вид дифузії здійснюється значно швидше і відбувається за рахунок конвекції, тобто переносу маси з одного місця рухливого середовища в інше.
Через те, що процес екстрагування в умовах аптеки проводиться тією ж кількістю екстрагента, то діючі речовини з рослинного матеріалу ніколи цілком не екстрагуються, що є одним з недоліків існуючих методів.
Для підвищення ефективності процессу витягування необхідно підтримувати макисмально можливим перепад концентрацій речвоин всередині і поза рослинним матеріалом шляхом перемішування.
Таким чином, витягування складається з наступних основних процесів: дифузії, десорбції, розчинення, діалізу і вимивання, які відбуваються самовільно і одночасно.