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Extracción por ultrasonidos Soxhlet

Los ultrasonidos mejoran la extracción Soxhlet convencional. La extracción Soxhlet asistida por ultrasonidos, también conocida como Sono-Soxhlet, permite obtener mayores rendimientos y tiempos de extracción más cortos. Los sonicadores tipo sonda de Hielscher pueden integrarse fácilmente en cualquier configuración clásica de extractor Soxhlet.

Extracción Soxhlet por ultrasonidos

La extracción Soxhlet es un método de extracción sólido-líquido de uso frecuente en el laboratorio sintético o analítico y es necesario cuando un compuesto deseado muestra sólo una solubilidad limitada en un disolvente, y la impureza es insoluble en ese disolvente. En resumen, el principio de funcionamiento de la extracción Soxhlet puede describirse como un reflujo basado en disolventes.
Los ultrasonidos se integran con éxito en la extracción Soxhlet para aumentar el rendimiento y acortar la duración. Una vez finalizada la extracción Soxhlet, se elimina el disolvente (por ejemplo, mediante un evaporador rotativo).

Problemas con la extracción Soxhlet convencional:

Equipo completo de extracción Soxhlet con portamuestras, muestra, disolvente, condensador Allihn y manto calefactorLa extracción Soxhlet tradicional presenta grandes desventajas debido a su larga duración y a la gran cantidad de disolvente utilizado. Además, un extractor Soxhlet convencional carece de agitación. La agitación es necesaria para acelerar el proceso de extracción. Como los extractores Soxhlet convencionales utilizan grandes cantidades de disolvente, la posterior evaporación y concentración requieren mucha energía. La calidad del extracto suele verse afectada negativamente por el largo tiempo de retención de los compuestos extraídos en el bulbo calentado del sistema de extracción Soxhlet. Los compuestos diana termolábiles se descomponen al quedar expuesto el material durante el largo tiempo de extracción al calor del punto de ebullición del disolvente.

Un Soxhlet en combinación con ultrasonidos da como resultado un alto rendimiento y un reducido tiempo de extracción (clic para ampliar)

Configuración Sono-Soxhlet con el sonicador UP200Ht para mejorar los resultados de extracción
(©Djenni, et al., 2012)

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Solución: Extracción por ultrasonidos Soxhlet

Los ultrasonidos potentes aumentan la transferencia de masa entre la muestra y el disolvente. De este modo, se necesita menos disolvente. La duración de la extracción se acorta drásticamente, de modo que los extractos no se someten a una exposición prolongada al calor. De este modo, se evita, o al menos se reduce significativamente, la descomposición térmica no deseada del extracto.
Los ultrasonidos pueden integrarse fácilmente en un sistema de extracción Soxhlet – ya sea introduciendo el cuerno ultrasónico (sonda, sonotrodo) en la cámara Soxhlet o sonicando la cámara Soxhlet indirectamente a través de la pared del recipiente. Extracción Soxhlet ultrasónica – también conocido como Sono-Soxhlet – da lugar a un mayor rendimiento en un menor tiempo de extracción en condiciones de extracción más suaves.

Extractor Soxhlet industrial con sonicador de 1000 vatios UIP1000hdT para mejorar los rendimientos de extracción en un proceso rápido

Configuraciones Sono-Soxhlet y Sono-Clevenger a escala industrial con Sonicator UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

 

“La ultrasonicación como método de extracción es una técnica eficaz en comparación con los métodos de reflujo para extraer trazas orgánicas de suelos y sedimentos. Las técnicas de extracción por ultrasonidos demostraron generar cantidades comparables o incluso mayores (Song et al., 2002) de hidrocarburos que otras técnicas de extracción […]. Dependiendo del tipo de contaminantes y matriz, la sonicación puede tener la ventaja de tiempos de extracción más rápidos. La optimización de los parámetros de extracción por ultrasonidos, incluyendo el tipo de disolvente o la composición del disolvente, el tiempo de extracción, la carga de la muestra y el contenido de agua son necesarios muchas veces para obtener extracciones más eficientes y reproducibles (Berset et al., 1999). Las técnicas de ultrasonidos suelen proporcionar un método de coste relativamente bajo, utilizando pequeños volúmenes de disolvente orgánico sin necesidad de cristalería e instrumentación elaboradas.”
[Oluseyi et al. 2011]

 

Ventajas de la extracción Sono-Soxhlet

La extracción Sono-Soxhlet es una variante de la técnica tradicional de extracción Soxhlet que incorpora ultrasonidos de alta intensidad para mejorar el proceso de extracción. La técnica Sono-Soxhlet ofrece varias ventajas, respaldadas por investigaciones y estudios científicos, que incluyen:

  • Mayor eficacia de extracción: La extracción Sono-Soxhlet aumenta la eficacia de la extracción al romper las paredes celulares de los materiales vegetales u otras matrices de muestra. La cavitación acústica creada por ondas ultrasónicas intensas mejora la transferencia de masa y aumenta la penetración del disolvente en la muestra, incrementando así el rendimiento de los compuestos extraídos.
  • Reducción del tiempo de extracción: La extracción Sono-Soxhlet reduce significativamente el tiempo de extracción en comparación con la extracción Soxhlet convencional. Dado que los ultrasonidos favorecen una transferencia de masa y una difusión más rápidas, la extracción de analitos y compuestos botánicos sólo requiere un tratamiento breve. Una menor duración de la extracción significa también una mayor capacidad de producción.
  • Menor consumo de disolventes: La combinación de la extracción Soxhlet y ultrasónica permite reducir el consumo de disolventes. Esto no solo contribuye a ahorrar costes, sino que también minimiza el impacto medioambiental.
  • Versatilidad de aplicación: La extracción Sono-Soxhlet es versátil y puede aplicarse a una amplia gama de matrices de muestras, incluidos materiales vegetales, productos alimenticios, polímeros y muestras medioambientales. Su adaptabilidad la convierte en una herramienta valiosa en diversos campos científicos, como la fitoquímica, la química y el análisis medioambiental.
  • Química verde: La extracción Sono-Soxhlet se ajusta a los principios de la química ecológica al reducir los residuos y el consumo de energía. Su eficiencia y el menor uso de disolventes contribuyen a unos procesos de extracción más respetuosos con el medio ambiente.

Estos aspectos beneficiosos de la extracción Sono-Soxhlet contribuyen a mejorar la eficiencia del proceso, el tiempo y la energía, así como el respeto al medio ambiente. Las principales ventajas de la extracción Sono-Soxhlet se basan en el aumento de la eficiencia de extracción, la reducción del tiempo de procesamiento, el menor consumo de disolventes, la versatilidad y la contribución a la química verde.
Aproveche las ventajas de la extracción Soxhlet mejorada por ultrasonidos y póngase en contacto con nosotros para obtener más información.

Sono-Soxhlet: Sonicator UP200Ht integrado en un aparato Soxhlet

Aparato Soxhlet con Sonicator UP200Ht

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El vídeo ofrece una esclarecedora demostración del funcionamiento de un extractor Soxhlet, haciendo hincapié en sus componentes clave y su dinámica operativa. Se subraya la importancia del mecanismo de sifón para facilitar la extracción continua de disolventes, así como la importancia de emplear un portamuestras adecuado para optimizar el proceso.

Extracción de Soxlets - Tutorial sobre componentes, configuración y funcionamiento & Aplicaciones

Vídeo en miniatura



Literatura / Referencias

Información interesante

Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan con éxito para la extracción en laboratorios y para la producción industrial, por ejemplo, en la industria farmacéutica y alimentaria y en la investigación biológica. & análisis. La amplia gama de productos de dispositivos ultrasónicos de Hielscher permite montar una configuración de proceso óptima – cumplir los requisitos del proceso para obtener una alta calidad y rendimiento.

Ultrasonicador UP200St con adaptador de matraz para integración en un aparato Soxhlet

ultrasonicador UP200St con adaptador de matraz para integración en un aparato Soxhlet

Para obtener una guía detallada de extracción Soxhlet (en inglés), haga clic: Guía de extracción Soxhlet para los ámbitos académico y profesional – Hielscher Ultrasonics (Alemania)

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