Ултразвукова екстракция на Сокслет

Ултразвукът подобрява конвенционалната екстракция на Сокслет. Ултразвуково подпомаганата екстракция Soxhlet, известна още като Sono-Soxhlet, води до по-високи добиви и по-кратко време за екстракция. Сондовите ултразвукоизводни апарати Hielscher могат лесно да се интегрират във всяка класическа настройка на екстрактора Soxhlet.

Екстракция на Soxhlet с помощта на ултразвук

Екстракцията на Soxhlet е често използван метод за екстракция твърдо-течна, използван в синтетична или аналитична лаборатория и се изисква, когато желаното съединение показва само ограничена разтворимост в разтворител и примесите са неразтворими в този разтворител. Накратко, принципът на работа на екстракцията на Сокслет може да бъде описан като рефлукс на основата на разтворител.
Ултразвукът е успешно интегриран в екстракцията на Сокслет, за да се увеличи добива и да се съкрати продължителността. Когато екстракцията на Soxhlet приключи, разтворителят се отстранява (напр. с помощта на ротационен изпарител).

Проблеми с конвенционалната екстракция на Soxhlet:

Традиционната екстракция на Soxhlet има големи недостатъци поради дългата си продължителност на екстракция и голямото количество използван разтворител. Освен това конвенционалният екстрактор на Soxhlet няма разбъркване. За ускоряване на процеса на извличане е необходимо разбъркване. Тъй като конвенционалните екстрактори на Soxhlet използват големи количества разтворител, последващото изпаряване и концентрация изискват много енергия. Качеството на екстракта често се влияе отрицателно от дългото време на задържане на извлечените съединения в нагрятата крушка на инсталацията за екстракция Soxhlet. Термолабилните целеви съединения се разлагат, тъй като материалът е изложен по време на дългата продължителност на екстракция на топлината на точката на кипене на разтворителя.

Решение: Ултразвукова екстракция на Soxhlet

Мощният ултразвук увеличава преноса на маса между пробата и разтворителя. По този начин се изисква по-малко разтворител. Продължителността на екстракция се съкращава драстично, така че екстрактите да не бъдат изложени на продължително излагане на топлина. По този начин се избягва нежеланото термично разлагане на екстракта или поне значително намалява.
Ултразвукът може лесно да се интегрира в инсталацията за извличане на Soxhlet – или чрез въвеждане на ултразвуковия рог (сонда, сонотрод) в камерата на Сокслет, или чрез ултразвук камерата на Сокслет индиректно през стената на съда. Ултразвукова екстракция на Soxhlet – известен като Соно-Сокслет – води до по-високи добиви при по-кратко време за екстракция при по-меки условия на екстракция.

Индустриални инсталации Sono-Soxhlet и Sono-Clevenger с Соникатор UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“Ултразвукът като метод на екстракция е ефективна техника в сравнение с рефлуксните методи за извличане на следи от органични вещества от почви и седименти. Доказано е, че техниките за ултразвукова екстракция генерират сравними или дори по-големи количества въглеводороди (Song et al., 2002) в сравнение с други техники на екстракция […]. В зависимост от вида на замърсителите и матрицата, ултразвукът може да има предимството на по-бързото време за извличане. За по-ефективни и възпроизводими екстракции се изисква многократно оптимизиране на параметрите на ултразвуковата екстракция, включително вида на разтворителя или състава на разтворителя, времето за екстракция, натоварването на пробата и съдържанието на вода (Berset et al., 1999). Техниките за ултразвукова диагностика обикновено осигуряват сравнително евтин метод, като се използват малки обеми органичен разтворител без необходимост от сложни стъклени съдове и инструменти.”
[Oluseyi et al. 2011]

Предимства на извличането на Соно-Сокслет

Екстракцията на Соно-Сокслет е вариант на традиционната техника за екстракция на Сокслет, която включва ултразвук с висока интензивност за подобряване на процеса на екстракция. Техниката Sono-Soxhlet предлага няколко предимства, подкрепени от научни изследвания и проучвания, които включват:

• Повишена ефективност на извличане: Екстракцията на Sono-Soxhlet увеличава ефективността на екстракцията чрез разграждане на клетъчните стени на растителни материали или други матрици за проби. Акустичната кавитация, създадена от интензивни ултразвукови вълни, подобрява преноса на маса и подобрява проникването на разтворителя в пробата, като по този начин увеличава добива на извлечените съединения.
• Намалено време за екстракция: Екстракцията на Sono-Soxhlet значително намалява времето за екстракция в сравнение с конвенционалната екстракция на Soxhlet. Тъй като ултразвукът насърчава по-бързия пренос на маса и дифузия, извличането на аналити и ботанически съединения отнема само кратко лечение. По-кратката продължителност на извличане означава и по-висока производителност.
• По-ниска консумация на разтворител: Комбинацията от Soxhlet и ултразвукова екстракция води до намалена консумация на разтворител. Това не само допринася за спестяване на разходи, но и минимизира въздействието върху околната среда.
• Гъвкавост на приложението: Екстракцията на Sono-Soxhlet е универсална и може да се прилага към широк спектър от матрици за проби, включително растителни материали, хранителни продукти, полимери и проби от околната среда. Неговата адаптивност го прави ценен инструмент в различни научни области, като фитохимия, химия и анализ на околната среда.
• Зелена химия: Извличането на Соно-Сокслет е в съответствие с принципите на зелената химия чрез намаляване на отпадъците и консумацията на енергия. Неговата ефективност и намаленото използване на разтворители допринасят за по-екологични процеси на екстракция.

Тези полезни аспекти на извличането на Sono-Soxhlet допринасят за подобрена ефективност на процеса, време и енергийна ефективност, както и за екологичност. Основните предимства на екстракцията на Sono-Soxhlet се основават на повишена ефективност на екстракция, намалено време за обработка, по-ниска консумация на разтворител, гъвкавост и принос към зелената химия.
Възползвайте се от ултразвуково подобрената екстракция на Soxhlet и се свържете с нас за повече информация!

Литература / Препратки