Ultraheli parandab tavapärast Soxhleti ekstraheerimist. Ultraheli abil Soxhlet, tuntud ka kui Sono-Soxhlet, ekstraheerimine toob kaasa suurema saagise 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 ühendil on lahustis ainult piiratud lahustuvus ja lisand on selles lahustis lahustumatu. Lühidalt öeldes võib Soxhleti ekstraheerimise tööpõhimõtet kirjeldada kui lahustipõhist refluksi.
Ultraheli edukalt integreeritakse Soxhleti ekstraheerimisse saagi suurendamiseks ja kestuse lühendamiseks. Soxhleti ekstraheerimise lõpetamisel eemaldatakse lahusti (nt rotaatoraurusti 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.

Lahendus: Ultraheli Soxhleti 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 Soxhleti ekstraheerimisseadmesse integreerida – 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
(©Vernes et al., 2020)

“Ultraheli ekstraktsioonimeetod on tõhus meetod, võrreldes pestitsiidide ja setete mikroorganismide ekstraheerimise tagasijooksu meetoditega. Ultraheli ekstraheerimise tehnikad tõid kaasa süsivesinike võrreldava või isegi suurema koguse (Song et al., 2002), kui teised ekstraktsioonimeetodid […] Sõltuvalt saasteainete ja maatriksi tüübist võib ultrahelitöötluse eeliseks kiiremini ekstraheerimise aeg. Efektiivsemate ja reprodutseeritavate ekstraktsioonide jaoks on mitmel korral vaja optimeerida ultraheli ekstraheerimisparameetreid, sealhulgas lahusti või lahustite koostise tüüpi, ekstraheerimise aega, proovi koormust ja veesisaldust (Berset et al., 1999). Ultraheli sidumise meetodid pakuvad tavaliselt suhteliselt odavat meetodit, kasutades orgaanilise lahusti väikseid koguseid, ilma et oleks vaja välja töötada klaasnõud ja mõõteriistad.”
[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.
• Vähendatud 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!

Kirjandus/viited