અલ્ટ્રાસોનિક Soxhlet નિષ્કર્ષણ

અલ્ટ્રાસોનિક્સ પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષણને સુધારે છે. અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત Soxhlet નિષ્કર્ષણ, જેને Sono-Soxhlet તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, વધુ નિષ્કર્ષણ ઉપજ આપે છે અને નિષ્કર્ષણનો સમય ઘટાડે છે. Hielscher પ્રોબ પ્રકારના સોનિકેટરોને કોઈપણ પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષકની ગોઠવણીમાં સરળતાથી સંકલિત કરી શકાય છે.

અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને Soxhlet નિષ્કર્ષણ

Soxhlet નિષ્કર્ષણ એ સંશ્લેષણાત્મક અથવા વિશ્લેષણાત્મક પ્રયોગશાળામાં વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાતી ઘન–પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ છે. જ્યારે ઇચ્છિત સંયોજન દ્રાવકમાં માત્ર મર્યાદિત દ્રાવ્યતા ધરાવતું હોય અને અશુદ્ધિ તે દ્રાવકમાં અદ્રાવ્ય હોય ત્યારે આ પદ્ધતિ જરૂરી બને છે. સંક્ષેપમાં, Soxhlet નિષ્કર્ષણના કાર્યસિદ્ધાંતને દ્રાવક આધારિત રિફ્લક્સ તરીકે વર્ણવી શકાય છે.
ઉપજ વધારવા અને સમયગાળો ઘટાડવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડને Soxhlet નિષ્કર્ષણમાં સફળતાપૂર્વક સંકલિત કરવામાં આવે છે. Soxhlet નિષ્કર્ષણ પૂર્ણ થાય ત્યારે દ્રાવક દૂર કરવામાં આવે છે (દા.ત. રોટરી ઇવૅપોરેટરનો ઉપયોગ કરીને).

પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષણની સમસ્યાઓ:

પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષણમાં નિષ્કર્ષણનો લાંબો સમયગાળો અને દ્રાવકનો મોટી માત્રામાં ઉપયોગ થવાને કારણે મોટા ગેરફાયદા છે. વધુમાં, પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષકમાં હલનચલનની વ્યવસ્થાનો અભાવ હોય છે. નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા માટે હલનચલન જરૂરી છે. પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષકોમાં દ્રાવકનો મોટી માત્રામાં ઉપયોગ થતો હોવાથી, ત્યાર પછીના બાષ્પીભવન અને સાંદ્રીકરણ માટે ઘણી ઊર્જાની જરૂર પડે છે. Soxhlet નિષ્કર્ષણ ગોઠવણીના ગરમ કરાયેલા બલ્બ આકારના ભાગમાં નિષ્કર્ષિત સંયોજનો લાંબા સમય સુધી રહેતા હોવાથી નિષ્કર્ષની ગુણવત્તા પર ઘણી વાર નકારાત્મક અસર પડે છે. લાંબા નિષ્કર્ષણ સમયગાળા દરમિયાન સામગ્રી દ્રાવકના ઉત્કલનબિંદુની ગરમીના સંપર્કમાં રહેતી હોવાથી ઉષ્મા પ્રત્યે અસ્થિર લક્ષિત સંયોજનોનું વિઘટન થાય છે.

ઉકેલ: અલ્ટ્રાસોનિક Soxhlet નિષ્કર્ષણ

શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ નમૂના અને દ્રાવક વચ્ચે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધારે છે. પરિણામે, ઓછા દ્રાવકની જરૂર પડે છે. નિષ્કર્ષણનો સમયગાળો ખૂબ જ ઘટે છે, જેથી નિષ્કર્ષો લાંબા સમય સુધી ગરમીના સંપર્કમાં રહેતા નથી. પરિણામે, નિષ્કર્ષનું અનિચ્છનીય ઉષ્મીય વિઘટન ટાળી શકાય છે અથવા ઓછામાં ઓછું નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે.
Soxhlet કક્ષમાં અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન (પ્રોબ, સોનોટ્રોડ) દાખલ કરીને અથવા પાત્રની દીવાલ મારફતે Soxhlet કક્ષનું પરોક્ષ સોનિકેશન કરીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડને Soxhlet નિષ્કર્ષણ ગોઠવણીમાં સરળતાથી સંકલિત કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક Soxhlet નિષ્કર્ષણ – જેને Sono-Soxhlet તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે – વધુ સૌમ્ય નિષ્કર્ષણ પરિસ્થિતિઓમાં ઓછા નિષ્કર્ષણ સમયમાં વધુ ઉપજ આપે છે.

ઔદ્યોગિક સ્તરની Sono-Soxhlet અને Sono-Clevenger ગોઠવણીઓ – સોનિકેટર UIP1000hdT સાથે
(©Vernes et al., 2020)

“માટી અને કાંપમાંથી અતિસૂક્ષ્મ માત્રામાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થોનું નિષ્કર્ષણ કરવા માટેની રિફ્લક્સ પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં, નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ તરીકે અલ્ટ્રાસોનિકેશન એક કાર્યક્ષમ તકનીક છે. નિષ્કર્ષણની અન્ય તકનીકો કરતાં અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ તકનીકો હાઇડ્રોકાર્બનની તુલનીય અથવા તેનાથી પણ વધુ માત્રા (Song et al., 2002) મેળવતી હોવાનું સાબિત થયું છે […]. દૂષકો અને મેટ્રિક્સના પ્રકારને આધારે, સોનિકેશન ઓછા નિષ્કર્ષણ સમયનો લાભ આપી શકે છે. વધુ કાર્યક્ષમ અને પુનરુત્પાદનક્ષમ નિષ્કર્ષણ માટે ઘણી વાર અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણના પરિમાણોનું ઇષ્ટતમીકરણ જરૂરી બને છે, જેમાં દ્રાવકનો પ્રકાર અથવા દ્રાવકની રચના, નિષ્કર્ષણનો સમય, નમૂનાનો ભાર અને પાણીનું પ્રમાણ સામેલ છે (Berset et al., 1999). અલ્ટ્રાસોનિકેશન તકનીકો સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં ઓછી કિંમતની પદ્ધતિ પૂરી પાડે છે, જેમાં જટિલ કાચનાં સાધનો અને ઉપકરણોની જરૂર વિના કાર્બનિક દ્રાવકની ઓછી માત્રાનો ઉપયોગ થાય છે.”
[Oluseyi et al. 2011]

Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણના ફાયદા

Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણ એ પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષણ તકનીકનું એક રૂપાંતર છે, જેમાં નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાને સુધારવા માટે ઉચ્ચ તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો સમાવેશ કરવામાં આવે છે. Sono-Soxhlet તકનીક વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને અભ્યાસોથી સમર્થિત અનેક ફાયદા આપે છે, જેમાં નીચેના ફાયદા સામેલ છે:

• નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતામાં વધારો: Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણ વનસ્પતિ સામગ્રી અથવા અન્ય નમૂના મેટ્રિક્સની કોષભિત્તિઓને તોડીને નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતા વધારે છે. તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોથી ઉત્પન્ન થતું ધ્વનિક પોલાણ દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ સુધારે છે અને નમૂનામાં દ્રાવકનો પ્રવેશ વધારે છે, જેથી નિષ્કર્ષિત સંયોજનોની ઉપજ વધે છે.
• નિષ્કર્ષણના સમયમાં ઘટાડો: પરંપરાગત Soxhlet નિષ્કર્ષણની સરખામણીમાં Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણ નિષ્કર્ષણનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ અને પ્રસરણને ઝડપી બનાવતું હોવાથી, વિશ્લેષ્ય પદાર્થો અને વાનસ્પતિક સંયોજનોના નિષ્કર્ષણ માટે માત્ર ટૂંકી પ્રક્રિયા જરૂરી બને છે. નિષ્કર્ષણનો ટૂંકો સમયગાળો એટલે એકમ સમયમાં વધુ નમૂનાઓની પ્રક્રિયા કરવાની ક્ષમતા પણ વધે છે.
• દ્રાવકના વપરાશમાં ઘટાડો: Soxhlet અને અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણના સંયોજનથી દ્રાવકનો વપરાશ ઘટે છે. તે ખર્ચમાં બચત કરવામાં યોગદાન આપવાની સાથે પર્યાવરણ પરની અસરને પણ ન્યૂનતમ કરે છે.
• ઉપયોગની વિવિધતા: Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણ બહુમુખી છે અને તેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ સામગ્રી, ખાદ્ય ઉત્પાદનો, પોલિમરો અને પર્યાવરણીય નમૂનાઓ સહિત વિવિધ પ્રકારના નમૂના મેટ્રિક્સ માટે કરી શકાય છે. તેની અનુકૂલનક્ષમતા તેને વનસ્પતિ રસાયણશાસ્ત્ર, રસાયણશાસ્ત્ર અને પર્યાવરણીય વિશ્લેષણ જેવાં વિવિધ વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રોમાં મૂલ્યવાન સાધન બનાવે છે.
• હરિત રસાયણશાસ્ત્ર: Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણ કચરો અને ઊર્જાનો વપરાશ ઘટાડીને હરિત રસાયણશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતોને અનુસરે છે. તેની કાર્યક્ષમતા અને દ્રાવકનો ઓછો ઉપયોગ વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓમાં યોગદાન આપે છે.

Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણનાં આ લાભદાયી પાસાં પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતા, સમય અને ઊર્જાના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા તેમજ પર્યાવરણને અનુકૂળતા સુધારવામાં યોગદાન આપે છે. Sono-Soxhlet નિષ્કર્ષણના મુખ્ય ફાયદા નિષ્કર્ષણની વધેલી કાર્યક્ષમતા, પ્રક્રિયાના ઓછા સમય, દ્રાવકના ઓછા વપરાશ, બહુમુખી ઉપયોગ અને હરિત રસાયણશાસ્ત્રમાં યોગદાન પર આધારિત છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સુધારેલા Soxhlet નિષ્કર્ષણનો લાભ લો અને વધુ માહિતી માટે હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો!

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• 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.

જાણવા જેવી હકીકતો

અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરોનો પ્રયોગશાળાઓમાં નિષ્કર્ષણ માટે અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે, દા.ત. ઔષધ અને ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં, તેમજ જૈવિક સંશોધન અને વિશ્લેષણ માટે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ થાય છે. Hielscher નાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોની વ્યાપક ઉત્પાદન શ્રેણી ઉચ્ચ ગુણવત્તા અને ઉત્પાદન માટેની પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતો પૂરી કરતી શ્રેષ્ઠ પ્રક્રિયા ગોઠવણી તૈયાર કરવાનું શક્ય બનાવે છે.