Ultraheli Soxhlet ekstraheerimine
Ultraheli parandab tavapärast Soxhleti ekstraheerimist. Ultraheli abil Soxhlet, tuntud ka kui Sono-Soxhlet, ekstraheerimine toob kaasa suurema saagikuse ja lühemad ekstraheerimisajad. Hielscheri sondi tüüpi sonikaatoreid saab hõlpsasti integreerida igasse klassikalisse Soxhleti ekstraktori seadistusse.
Soxhleti ekstraheerimine ultraheli abil
Soxhleti ekstraheerimine on sageli kasutatav tahke vedeliku ekstraheerimise meetod, mida kasutatakse sünteetilises või analüütilises laboris ja mida on vaja siis, kui soovitud ühendi lahustuvus lahustis on piiratud ja lisand on selles lahustis lahustumatu. Lühidalt öeldes võib Soxhleti ekstraheerimise tööpõhimõtet kirjeldada kui lahustipõhist refluksi.
Ultraheli on edukalt integreeritud Soxhleti ekstraheerimisse, et suurendada saagikust ja lühendada kestust. Kui Soxhleti ekstraheerimine on lõppenud, eemaldatakse lahusti (nt pöördauruti abil).
Probleemid tavapärase Soxhleti ekstraheerimisega:
Traditsioonilisel Soxhleti ekstraheerimisel on suured puudused selle pika ekstraheerimise kestuse ja kasutatud lahusti suure koguse tõttu. Lisaks puudub tavalisel Soxhleti ekstraktoril agitatsioon. Ekstraheerimisprotsessi kiirendamiseks on vaja agitatsiooni. Kuna tavalised Soxhleti ekstraktorid kasutavad suurtes kogustes lahustit, nõuab järgnev aurustamine ja kontsentratsioon palju energiat. Ekstrakti kvaliteeti mõjutab sageli negatiivselt ekstraheeritud ühendite pikk retentsiooniaeg Soxhleti ekstraheerimisseadistuse kuumutatud pirnis. Termolabiilsed sihtühendid lagunevad, kui materjal puutub pika ekstraheerimise ajal kokku lahusti keemistemperatuuri kuumusega.
Sono-Soxhleti seadistamine, kasutades sonikaatorit UP200Ht paremate ekstraheerimistulemuste saamiseks
Lahendus: ultraheli Soxhlet ekstraheerimine
Võimas ultraheli suurendab massiülekannet proovi ja lahusti vahel. Seega on vaja vähem lahustit. Ekstraheerimise kestust lühendatakse drastiliselt, nii et ekstraktid ei puutuks kokku pika kuumusega. Seeläbi välditakse ekstrakti soovimatut termilist lagunemist või vähemalt vähendatakse seda oluliselt.
Ultraheli saab hõlpsasti integreerida Soxhleti ekstraheerimise seadistusse – kas ultraheli sarve (sond, sonotrode) sisestamisega Soxhleti kambrisse või ultrahelitöötlusega Soxhleti kambrisse kaudselt läbi anuma seina. Ultraheli Soxhlet ekstraheerimine – aslo tuntud kui Sono-Soxhlet – tulemuseks on suurem saagis lühema ekstraheerimisaja jooksul kergemates ekstraheerimistingimustes.
Tööstusliku ulatusega Sono-Soxhleti ja Sono-Clevengeri seadistused koos Sonicator UIP1000hdT
“Ultraheli kui ekstraheerimismeetod on tõhus meetod võrreldes tagasijooksu meetoditega orgaaniliste jälgede eraldamiseks pinnasest ja setetest. Ultraheli ekstraheerimismeetodid tõestasid, et tekitavad võrreldavaid või isegi suuremaid süsivesinike koguseid (Song et al., 2002) kui teised ekstraheerimismeetodid […]. Sõltuvalt saasteainete tüübist ja maatriksist võib ultrahelitöötluse eeliseks olla kiirem ekstraheerimisaeg. Ultraheli ekstraheerimise parameetrite optimeerimine, sealhulgas lahusti või lahusti koostise tüüp, ekstraheerimise aeg, proovi koormus ja veesisaldus on vajalikud mitu korda tõhusamate ja reprodutseeritavamate ekstraheerimiste jaoks (Berset et al., 1999). Ultraheli tehnikad pakuvad tavaliselt suhteliselt odavat meetodit, kasutades väikeses koguses orgaanilist lahustit ilma keerukate klaasnõude ja instrumentideta.”
[Oluseyi et al. 2011]
Sono-Soxhleti ekstraheerimise eelised
Sono-Soxhleti ekstraheerimine on traditsioonilise Soxhleti ekstraheerimistehnika variant, mis sisaldab ekstraheerimisprotsessi tõhustamiseks suure intensiivsusega ultraheli. Sono-Soxhleti tehnika pakub mitmeid eeliseid, mida toetavad teaduslikud uuringud ja uuringud, sealhulgas:
- Suurenenud ekstraheerimise efektiivsus: Sono-Soxhleti ekstraheerimine suurendab ekstraheerimise efektiivsust, lagundades taimsete materjalide või muude proovimaatriksite rakuseinad. Intensiivsete ultraheli lainete tekitatud akustiline kavitatsioon parandab massiülekannet ja suurendab lahusti tungimist proovi, suurendades seeläbi ekstraheeritud ühendite saagist.
- Lühendatud ekstraheerimisaeg: Sono-Soxhleti ekstraheerimine vähendab oluliselt ekstraheerimisaega võrreldes tavapärase Soxhleti ekstraheerimisega. Kuna ultraheli soodustab kiiremat massiülekannet ja difusiooni, võtab analüütide ja botaaniliste ühendite ekstraheerimine vaid lühikese ravi. Lühem kaevandamisaeg tähendab ka suuremat läbilaskevõimet.
- Väiksem lahusti kulu: Soxhleti ja ultraheli ekstraheerimise kombinatsioon vähendab lahusti tarbimist. See mitte ainult ei aita kaasa kulude kokkuhoiule, vaid vähendab ka keskkonnamõju.
- Rakenduse mitmekülgsus: Sono-Soxhleti ekstraheerimine on mitmekülgne ja seda saab rakendada paljudele proovimaatriksitele, sealhulgas taimsetele materjalidele, toiduainetele, polümeeridele ja keskkonnaproovidele. Selle kohanemisvõime muudab selle väärtuslikuks vahendiks erinevates teadusvaldkondades, nagu fütokeemia, keemia ja keskkonnaanalüüs.
- Roheline keemia: Sono-Soxhleti ekstraheerimine on kooskõlas rohelise keemia põhimõtetega, vähendades jäätmeid ja energiatarbimist. Selle tõhusus ja lahusti väiksem kasutamine aitavad kaasa keskkonnasõbralikumatele ekstraheerimisprotsessidele.
Need Sono-Soxhleti kaevandamise kasulikud aspektid aitavad parandada protsessi tõhusust, aja- ja energiatõhusust ning keskkonnasõbralikkust. Sono-Soxhleti ekstraheerimise peamised eelised põhinevad suurenenud ekstraheerimise efektiivsusel, vähendatud töötlemisajal, väiksemal lahusti tarbimisel, mitmekülgsusel ja panusel rohelisse keemiasse.
Kasutage ultraheli täiustatud Soxhleti ekstraheerimist ja võtke meiega ühendust, et saada lisateavet!
Soxhleti aparaat, milles on Sonikaator UP200Ht
Võta meiega ühendust!? Küsi meilt!
Kirjandus? Viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse edukalt ekstraheerimise eesmärgil laborites ja tööstuslikuks tootmiseks, nt farmaatsia- ja toiduainetööstuses ning bioloogilisteks uuringuteks & analysis. The broad product range of Hielscher’s ultrasonic devices allows to assemble an optimal process setup – kõrge kvaliteedi ja väljundi protsessinõuete täitmine.
ultrasonikaator UP200St kolviadapteriga Soxhleti seadmesse integreerimiseks
Üksikasjaliku Soxhleti ekstraheerimisjuhendi (inglise keeles) saamiseks klõpsake palun: Soxhleti ekstraheerimisjuhend akadeemiliste ja professionaalsete domeenide jaoks – Hielscher Ultrasonics (Saksamaa)