Ultrasəsli Soxhlet ekstraksiyası

Ultrasəs ənənəvi Soxhlet ekstraksiyasını yaxşılaşdırır. Sono-Soxhlet kimi də tanınan ultrasəs dəstəkli Soxhlet ekstraksiyası daha yüksək çıxım və daha qısa ekstraksiya müddəti təmin edir. Hielscher zond tipli sonikatorları istənilən klassik Soxhlet ekstraksiya qurğusuna asanlıqla inteqrasiya edilə bilər.

Ultrasəs tətbiqi ilə Soxhlet ekstraksiyası

Soxhlet ekstraksiyası sintetik və ya analitik laboratoriyalarda tez-tez istifadə olunan bərk–maye ekstraksiya üsuludur və istənilən birləşmənin həlledicidə həllolma qabiliyyəti yalnız məhdud olduqda, qarışıq isə həmin həlledicidə həll olmadıqda tələb olunur. Qısaca, Soxhlet ekstraksiyasının iş prinsipi həlledici əsaslı reflüks kimi təsvir edilə bilər.
Çıxımı artırmaq və müddəti qısaltmaq üçün ultrasəs Soxhlet ekstraksiyasına uğurla inteqrasiya edilir. Soxhlet ekstraksiyası tamamlandıqda həlledici kənarlaşdırılır (məsələn, rotasiyalı buxarlandırıcı vasitəsilə).

Ənənəvi Soxhlet ekstraksiyasının problemləri:

Ənənəvi Soxhlet ekstraksiyasının uzun ekstraksiya müddəti və istifadə olunan həlledicinin böyük miqdarı ilə əlaqədar ciddi çatışmazlıqları var. Bundan əlavə, ənənəvi Soxhlet ekstraktorunda qarışdırma yoxdur. Ekstraksiya prosesini sürətləndirmək üçün qarışdırma tələb olunur. Ənənəvi Soxhlet ekstraktorlarında böyük miqdarda həlledici istifadə edildiyindən, sonrakı buxarlandırma və qatılaşdırma çox enerji tələb edir. Ekstraksiya edilmiş birləşmələrin Soxhlet ekstraksiya qurğusunun qızdırılan kolbasında uzun müddət qalması çox vaxt ekstraktın keyfiyyətinə mənfi təsir göstərir. Uzun ekstraksiya müddəti ərzində material həlledicinin qaynama temperaturunda istiliyə məruz qaldığından istiliyə həssas hədəf birləşmələr parçalanır.

Həll: ultrasəsli Soxhlet ekstraksiyası

Güclü ultrasəs nümunə ilə həlledici arasında kütlə ötürülməsini artırır. Bunun sayəsində daha az həlledici tələb olunur. Ekstraksiya müddəti kəskin şəkildə qısalır və beləliklə, ekstraktlar uzunmüddətli istilik təsirinə məruz qalmır. Nəticədə ekstraktın arzuolunmaz termik parçalanmasının qarşısı alınır və ya ən azı əhəmiyyətli dərəcədə azaldılır.
Ultrasəs Soxhlet ekstraksiya qurğusuna asanlıqla inteqrasiya edilə bilər – ya ultrasəs buynuzunu (zond, sonotrod) Soxhlet kamerasına daxil etməklə, ya da qabın divarından keçməklə Soxhlet kamerasına dolayı yolla ultrasəs tətbiq etməklə. Sono-Soxhlet kimi də tanınan ultrasəsli Soxhlet ekstraksiyası daha yumşaq ekstraksiya şəraitində daha qısa ekstraksiya müddətində daha yüksək çıxım təmin edir.

Sənaye miqyaslı Sono-Soxhlet və Sono-Clevenger qurğuları UIP1000hdT sonikatoru ilə təchiz edilmişdir
(©Vernes et al., 2020)

“Ekstraksiya üsulu kimi ultrasəs tətbiqi torpaq və çöküntülərdən iz miqdarında üzvi maddələrin çıxarılması üçün reflüks üsulları ilə müqayisədə səmərəli texnikadır. Ultrasəsli ekstraksiya texnikalarının digər ekstraksiya texnikaları ilə müqayisədə oxşar və ya hətta daha çox miqdarda (Song et al., 2002) karbohidrogen əldə etməyə imkan verdiyi sübut edilmişdir […]. Çirkləndiricilərin və matrisin növündən asılı olaraq, ultrasəs tətbiqi daha qısa ekstraksiya müddəti baxımından üstünlük verə bilər. Daha səmərəli və təkrarlana bilən ekstraksiyalar üçün həlledicinin növü və ya tərkibi, ekstraksiya müddəti, nümunə yükü və su miqdarı daxil olmaqla ultrasəsli ekstraksiya parametrlərinin optimallaşdırılması bir çox hallarda tələb olunur (Berset et al., 1999). Ultrasəs tətbiqi texnikaları adətən mürəkkəb şüşə laboratoriya qablarına və cihazlara ehtiyac olmadan kiçik həcmdə üzvi həlledicidən istifadə edən, nisbətən aşağı xərcli üsul təqdim edir.”
[Oluseyi et al. 2011]

Sono-Soxhlet ekstraksiyasının üstünlükləri

Sono-Soxhlet ekstraksiyası ekstraksiya prosesini yaxşılaşdırmaq üçün yüksək intensivlikli ultrasəsdən istifadə edən ənənəvi Soxhlet ekstraksiya texnikasının bir variantıdır. Sono-Soxhlet texnikası elmi tədqiqatlar və araşdırmalarla təsdiqlənən bir sıra üstünlüklər təklif edir. Bunlara aşağıdakılar daxildir:

• Artırılmış ekstraksiya səmərəliliyi: Sono-Soxhlet ekstraksiyası bitki materiallarının və ya digər nümunə matrislərinin hüceyrə divarlarını parçalayaraq ekstraksiyanın səmərəliliyini artırır. İntensiv ultrasəs dalğalarının yaratdığı akustik kavitasiya kütlə ötürülməsini yaxşılaşdırır və həlledicinin nümunəyə nüfuz etməsini gücləndirir, bununla da ekstraksiya edilmiş birləşmələrin çıxımını artırır.
• Qısaldılmış ekstraksiya müddəti: Sono-Soxhlet ekstraksiyası ənənəvi Soxhlet ekstraksiyası ilə müqayisədə ekstraksiya müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Ultrasəs kütlə ötürülməsini və diffuziyanı sürətləndirdiyindən, analitlərin və bitki mənşəli birləşmələrin ekstraksiyası yalnız qısa müddətli emal tələb edir. Daha qısa ekstraksiya müddəti həm də daha yüksək nümunə emalı gücü deməkdir.
• Daha az həlledici sərfi: Soxhlet ekstraksiyasının ultrasəsli ekstraksiya ilə birləşdirilməsi həlledici sərfini azaldır. Bu, həm xərclərə qənaət etməyə kömək edir, həm də ətraf mühitə təsiri minimuma endirir.
• Çoxşaxəli tətbiq imkanları: Sono-Soxhlet ekstraksiyası çoxşaxəli tətbiq imkanlarına malikdir və bitki materialları, qida məhsulları, polimerlər və ətraf mühit nümunələri daxil olmaqla geniş çeşidli nümunə matrislərinə tətbiq edilə bilər. Uyğunlaşdırıla bilməsi onu fitokimya, kimya və ətraf mühitin analizi kimi müxtəlif elmi sahələrdə dəyərli vasitəyə çevirir.
• Yaşıl kimya: Sono-Soxhlet ekstraksiyası tullantıları və enerji sərfini azaltmaqla yaşıl kimyanın prinsiplərinə uyğun gəlir. Onun səmərəliliyi və həlledici istifadəsinin azalması ətraf mühit üçün daha əlverişli ekstraksiya proseslərinə töhfə verir.

Sono-Soxhlet ekstraksiyasının bu faydalı cəhətləri prosesin səmərəliliyinin, vaxtdan və enerjidən istifadənin səmərəliliyinin, eləcə də ətraf mühitə uyğunluğun yaxşılaşmasına kömək edir. Sono-Soxhlet ekstraksiyasının əsas üstünlükləri ekstraksiya səmərəliliyinin artırılmasına, emal müddətinin qısaldılmasına, daha az həlledici sərfinə, çoxşaxəli tətbiq imkanlarına və yaşıl kimyaya töhfəsinə əsaslanır.
Ultrasəslə təkmilləşdirilmiş Soxhlet ekstraksiyasından yararlanın və əlavə məlumat üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın!

Ədəbiyyat / İstinadlar

• Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods. 2012.
• Luque-García, J.L.; Luque de Castro, M.D. (2004): Ultrasound-assisted Soxhlet extraction: an expeditive approach for solid sample treatment. Application to the extraction of total fat from oleaginous seeds. Journal of Chromatography A 1034, 2004. 237–242.
• Léa Vernès, Maryline Vian, Farid Chemat (2020): Chapter 12 – Ultrasound and Microwave as Green Tools for Solid-Liquid Extraction. Editor(s): Colin F. Poole, In Handbooks in Separation Science, Liquid-Phase Extraction, Elsevier, 2020. 355-374.
• Sueli Rodrigues, Fabiano A.N. Fernandes (2017): Chapter 14 – Extraction Processes Assisted by Ultrasound, In: Editor(s): Daniela Bermudez-Aguirre: Ultrasound: Advances for Food Processing and Preservation. Academic Press, 2017. 351-368.
• Oluseyi, T.; Olayinka, K.; Alo, B.; Smith, R. M. (2011): Comparison of extraction and clean-up techniques for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in contaminated soil samples. African Journal of Environmental Science and Technology Vol. 5/7, 2011. 482-493.
• Pngret, Danielle; Chemat, Farid; Cravotto, Giancarlo (2012): Ultrasound Combined with Conventional and Innovative Techniques for Extraction of Natural Products. Oral Communication – 13th Meeting of the European Society of Sonochemistry July 01–05, 2012, Lviv – Ukraine. 2012.
• Wang, L.; Weller, C. L. (2006): Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends in Food Science & Technology 17, 2006. 300–312.

Bilməyə dəyər faktlar

Ultrasəs homogenizatorları laboratoriyalarda və sənaye istehsalında, məsələn, əczaçılıq və qida sənayesində, həmçinin bioloji tədqiqat və analizlərdə ekstraksiya məqsədilə uğurla istifadə olunur. Hielscher ultrasəs cihazlarının geniş məhsul çeşidi yüksək keyfiyyət və məhsul çıxışı üçün proses tələblərinə cavab verən optimal proses qurğusunu yığmağa imkan verir.