Tra l’interno e l’esterno del solido si produce un gradiente di pressione che consente di estrarre, per un effetto prevalentemente fisico, le sostanze non chimicamente legate all’interno della matrice solida. (Principio di Naviglio)

L'estrattore funziona alternando una fase di statica ad una di dinamica; durante la fase di statica il solvente estraente viene portato ad una pressione di circa 5-7 bar e tenuto in questo stato per un tempo sufficiente a raggiungere un equilibrio tra la pressione del liquido all’esterno della matrice solida ed il liquido all’interno di essa; alla fase di statica segue una fase di dinamica che è prodotta da uno spostamento repentino dei pistoni che contribuisce a ridurre la pressione. E’ in questo momento che si realizza l'estrazione della matrice solida, resa possibile da una differenza di pressione che si genera tra l’ interno e l’ esterno del campione (Principio di Naviglio). Le sostanze estraibili del solido, ad ogni ciclo di estrazione, vengono trascinate via per un vero e proprio effetto di "risucchio". La fase di dinamica consente inoltre un rimescolamento rapido e completo della matrice solida e una diffusione istantanea delle sostanze estratte in tutta la massa del liquido evitando così dei fenomeni di sovrassaturazione locali. Il Naviglio Estrattore rappresenta una valida alternativa alle tecniche estrattive attualmente esistenti e trova applicazione nell'estrazione dei principi attivi dalle piante officinali, nella estrazione degli oli essenziali agrumari, nell'estrazione di essenze e profumi, nell'estrazione di grassi etc. Nella Tabella 1 viene riportato il confronto tra le tecniche estrattive attuali ed il Naviglio Estrattore per quanto riguarda le caratteristiche principali dell’estrazione solido-liquido. Esso può essere dimensionato a seconda delle esigenze a partire da una dimensione di apparecchio da banco per impieghi analitici fino a una dimensione industriale per produzione di grandi quantitativi di estratto.

Dal Principio alla realizzazione della macchina: evoluzione del Naviglio Estrattore®

L’intuizione del Principio sopra descritto è sopravvenuta al dott. D. Naviglio nel lontano 1993. Il Dott. Naviglio, osservando il meccanismo di funzionamento del motore di un'automobile pensò di poter trasferire, non certo senza i dovuti e opportuni accorgimenti, tale principio ad un nuovo sistema, che fosse stato in grado, attraverso dei movimenti di pistoni, di esercitare un'azione estrattiva su matrici solide.

Questo movimento avrebbe potuto permettere di estrarre il materiale estraibile da un solido attraverso un effetto di risucchio. Per accertare la funzionalità dell’estrazione solido-liquido furono condotte delle prove rudimentali collegando due siringhe tra di loro tramite un tubicino e realizzando la pressione con la sola forza delle mani. Già questo primo prototipo produsse risultati incoraggianti.

Nella fig. 1 è raffigurato il prototipo del Naviglio Estrattore® con cui è stato possibile verificare scientificamente l’attuabilità del Principio di Naviglio. Esso è costituito da due cilindri che fungono da camere di estrazione, in cui scorrono due pistoni spinti ad aria compressa. Il prototipo funziona come sopra descritto e permette di produrre una quantità di estratto pari a circa 50 mL.

Nella fig. 2 è riportato il prototipo industriale del Naviglio Estrattore, che consente di lavorare circa 1-2 Kg di solido ed ottenere circa 40 L di estratto.
L’ottimizzazione delle variabili e la necessità di contenere al minimo l’ingombro sono stati i goals che si è cercati di raggiungere con la costruzione della versione definitiva del Naviglio Estrattore® modello da 1-5 L di capacità nominale.
E’ stato possibile realizzare lo stesso Principio utilizzando una sola camera di estrazione.

Nelle figg. 3 e 4 sono riportate le prospettive frontali e laterali del modello di cui sopra; come è possibile osservare il compressore è incorporato, per cui l’estrattore può essere trasportato e messo in funzione in qualsiasi posto e richiede solamente l’allaccio alla rete elettrica.

La pressione di lavoro attuale è di circa 6 atm, ma sono già stati costruiti modelli capaci di lavorare a pressioni più alte; ciò consente di ridurre notevolmente i tempi di estrazione ottenendo allo stesso modo un'estrazione esaustiva.