Ekstraksi merupakan proses pemisahan didasarkan prinsip pelarutan. Gaya pendorong pada ekstraksi adalah perbedaan konsentrasi ekstrak di dalam bahan ekstraksi dan pelarut. Salah satu cara untuk untuk memperoleh gaya pendorong yang besar adalah dengan menggunakan pelarut segar atau pelarut yang tidak mengandung ekstrak, tetapi pemakaian pelarut segar berarti diperlukan pelarut yang banyak dan hal ini berarti diperlukan biaya lebih untuk recovery. Cara lain untuk memperoleh gaya pendorong besar adalah dengan segera mengeluarkan larutan ekstrak dari permukaan perpindahan.
Beberapa contoh pelarut yang biasa dipakai adalah air, asam-asam organik dan anorganik, hidrokarbon jenuh, toluen, karbon disulfit, eter, aseton, hidrokarbon yang mengandung khlor, isopropanol dan etanol. Untuk ekstraksi minyak nabati dalam industri biasa digunakan Hexane sebagai pelarut karena mempunyai tekanan uap yang besar sehingga mudah direcovery.
Dalam satu tahap ekstraksi tunggal,
yaitu mencampur bahan ekstraksi dengan pelarut satu kali, umumnya tidak mungkin
seluruh ekstrak terlarutkan. Hal ini karena adanya proses kesetimbangan.
Ekstraksi akan lebih menguntungkan jika dilaksanakan dalam jumlah tahap yang
banyak, setiap tahap menggunakan pelarut yang sedikit tetapi kerugiannya adalah
konsentrasi larutan ekstrak makin lama makin rendah dan jumlah total pelarut
yang dibutuhkan menjadi besar, sehingga untuk mendapatkan pelarut kembali biayanya
menjadi mahal. Operasi yang lebih ekonomis adalah dengan menggunakan proses
dengan aliran berlawanan.
Dalam proses ekstraksi, luas
permukaan bidang antarmuka untuk perpindahan massa antara bahan ekstraksi dan
pelarut harus sebesar mungkin. Pada ekstraksi padat-cair hal tersebut dapat
dicapai dengan memperkecil ukuran bahan ekstraksi dan pada ekstraksi cair-cair
dengan mencerai-beraikan salah satu cairan menjadi tetes-tetes (dengan bantuan
pengaduk). Pada ekstraksi padat-cair memperkecil ukuran bahan ekstraksi bisa
berpengaruh pada mengecilnya porositas bulk material yang berakibat
terhambatnya pencampuran pelarut dan akhirnya proses ekstraksi menjadi tidak
optimal.
Tahanan yang menghambat pelarutan
ekstrak sedapat mungkin bernilai sekecil mungkin. Tahanan tersebut terutama
tergantung pada ukuran dan sifat partikel dari bahan ekstraksi. Semakin kecil
partikel ini, semakin pendek jalan yang harus ditempuh pada perpindahan massa
dengan cara difusi, sehingga semakin rendah tahanannya. Pada ekstraksi bahan
padat tahanan makin besar jika kapiler-kapiler bahan padat semakin halus
(porositas kecil) dan jika ekstrak semakin terbungkus di dalam sel (misalnya
pada bahan-bahan alami).
Pada proses ekstraksi, suhu juga
seringkali memainkan peranan penting dalam unjuk kerja ekstraksi. Semakin
tinggi suhu, semakin kecil viscositas fasa cair dan semakin besar kelarutan
ekstrak dalam pelarut. Selain itu, kecenderungan membentuk emulsi berkurang
pada suhu yang tinggi.
Pada ekstraksi padat-cair, ketika
bahan ekstraksi dicampur dalam pelarut, maka pelarut menembus kapiler-kapiler
dalam bahan ekstraksi. Larutan ekstrak dengan konsentrasi tinggi terbentuk di
bagian dalam bahan ekstraksi dan dengan cara difusi akan terjadi kesetimbangan
keonsentrasi antara larutan tersebut dengan larutan di luar bahan padat. Karena
adanya gaya adhesi setelah pemisahan larutan ekstrak, maka akan selalu
tertinggal larutan ekstrak dalam kuantitas tertentu di dadalam bahan ekstraksi.
Untuk memperoleh efisiensi yang tinggi pada tiap bahan ekstraksi, perlu
diusahakan agar kuantitas cairan yang tertinggal sekecil mungkin. Biasanya hal
ini dapat dilakukan dengan membiarkan menetes keluar (jarang dilakukan dengan
cara penekanan atau sentrifugasi).
Untuk mencapai unjuk kerja ekstraksi
atau kecepatan ekstraksi yang tinggi pada ekstraksi padat-cair, syarat-syarat
berikut harus dipenuhi:
· Luas permukaan kontak yang sebesar
mungkin. Hal ini dapat dicapai dengan memperkecil ukuran bahan ekstraksi. Dalam
hal ini lintasan-lintasan kapiler, yang harus dilewati dengan cara difusi
menjadi lebih pendek sehingga mengurangi tahanan. Untuk alat ekstraksi tertentu
harus dijaga agar pada pengecilan bahan ekstraksi ukuran partikel yang
diperoleh tidak menjadi terlalu kecil karena bila hal itu terjadi, maka tidak
dapat dipastikan bahwa bahan ekstraksi cukup permeabel untuk pelarut.
· Kecepatan alir pelarut sedapat
mungkin besar dibanding dengan laju alir bahan ekstraksi agar ekstrak yang
terlarut dapat segera diangkat keluar dari permukaan bahan padat. Hal ini juga
tergantung pada jenis ekstraktor yang digunakan karena agar ekstrak yang
terlarut dapat segera diangkat bisa dilakukan dengan pengadukan secara turbulen
atau dengan pemberian laju alir pelarut yang tinggi.
· Suhu yang lebih tinggi (viscositas
pelarut lebih rendah, kelarutan ekstrak lebih besar) pada umunya menguntungkan
unjuk kerja ekstraksi.
Dalam industri ekstraksi minyak nabati, sering digunakan
ekstraktor keranjang dengan sistem counter-current 6 stage dan digunakan
pelarut Hexane. Sebagai contoh adalah ekstraksi bungkil kelapa yang mengandung
minyak 22%, dengan ekstraktor keranjang counter-currrent 6 stage dan waktu
tinggal 3,4 jam bisa diperoleh bungkil kelapa dengan kandungan minyak sekitar
2%.
