अल्ट्रासोनिक Soxhlet निष्कर्षण

अल्ट्रासोनिक्स पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षण को बेहतर बनाता है। अल्ट्रासोनिक सहायता से किए जाने वाले Soxhlet निष्कर्षण, जिसे Sono-Soxhlet भी कहा जाता है, से अधिक उपज मिलती है और निष्कर्षण में कम समय लगता है। Hielscher के प्रोब-प्रकार के सोनिकेटरों को किसी भी पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षक सेटअप में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है।

अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके Soxhlet निष्कर्षण

Soxhlet निष्कर्षण एक प्रायः उपयोग की जाने वाली ठोस-द्रव निष्कर्षण विधि है, जिसका उपयोग संश्लेषण या विश्लेषण प्रयोगशालाओं में किया जाता है। इसकी आवश्यकता तब होती है जब कोई वांछित यौगिक किसी विलायक में केवल सीमित घुलनशीलता दर्शाता है और अशुद्धि उस विलायक में अघुलनशील होती है। संक्षेप में, Soxhlet निष्कर्षण के कार्य सिद्धांत को विलायक-आधारित रिफ्लक्स के रूप में वर्णित किया जा सकता है।
उपज बढ़ाने और अवधि घटाने के लिए अल्ट्रासाउंड को Soxhlet निष्कर्षण में सफलतापूर्वक एकीकृत किया जाता है। Soxhlet निष्कर्षण पूरा होने पर विलायक को हटा दिया जाता है (उदाहरण के लिए, रोटरी इवैपोरेटर का उपयोग करके)।

पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षण की समस्याएँ:

पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षण में निष्कर्षण की लंबी अवधि और उपयोग किए जाने वाले विलायक की बड़ी मात्रा के कारण प्रमुख कमियाँ हैं। इसके अलावा, पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षक में द्रव को हिलाने की व्यवस्था नहीं होती। निष्कर्षण प्रक्रिया को तेज करने के लिए द्रव को हिलाना आवश्यक है। चूँकि पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षकों में बड़ी मात्रा में विलायक का उपयोग होता है, इसलिए बाद में होने वाले वाष्पीकरण और सांद्रण के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। Soxhlet निष्कर्षण सेटअप के गर्म किए गए बल्बनुमा पात्र में निष्कर्षित यौगिकों के लंबे समय तक बने रहने से अर्क की गुणवत्ता अक्सर नकारात्मक रूप से प्रभावित होती है। ताप-संवेदनशील लक्षित यौगिक विघटित हो जाते हैं, क्योंकि निष्कर्षण की लंबी अवधि के दौरान सामग्री विलायक के क्वथनांक की ऊष्मा के संपर्क में रहती है।

समाधान: अल्ट्रासोनिक Soxhlet निष्कर्षण

शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड नमूने और विलायक के बीच द्रव्यमान अंतरण बढ़ाता है। इससे कम विलायक की आवश्यकता होती है। निष्कर्षण की अवधि बहुत अधिक घट जाती है, जिससे अर्क लंबे समय तक ऊष्मा के संपर्क में नहीं रहते। इससे अर्क के अवांछित तापीय विघटन को रोका जाता है या कम से कम काफी हद तक घटाया जाता है।
अल्ट्रासाउंड को Soxhlet निष्कर्षण सेटअप में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है – या तो अल्ट्रासोनिक हॉर्न (प्रोब, सोनोट्रोड) को Soxhlet कक्ष में डालकर या पात्र की दीवार के माध्यम से अप्रत्यक्ष रूप से Soxhlet कक्ष का सोनिकेशन करके। अल्ट्रासोनिक Soxhlet निष्कर्षण – जिसे Sono-Soxhlet भी कहा जाता है – से अपेक्षाकृत सौम्य निष्कर्षण परिस्थितियों में कम निष्कर्षण समय के भीतर अधिक उपज मिलती है।

औद्योगिक पैमाने के Sono-Soxhlet और Sono-Clevenger सेटअप, जिनमें लगा है सोनिकेटर UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“मिट्टी और तलछट से सूक्ष्म मात्रा में उपस्थित कार्बनिक पदार्थों के निष्कर्षण की रिफ्लक्स विधियों की तुलना में, निष्कर्षण विधि के रूप में अल्ट्रासोनिकेशन एक कुशल तकनीक है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तकनीकों से अन्य निष्कर्षण तकनीकों की तुलना में हाइड्रोकार्बनों की तुलनीय या उससे भी अधिक मात्रा (Song et al., 2002) प्राप्त होना सिद्ध हुआ है […]। संदूषकों और मैट्रिक्स के प्रकार के आधार पर, सोनिकेशन से कम समय में निष्कर्षण का लाभ मिल सकता है। अधिक कुशल और पुनरुत्पादनीय निष्कर्षण के लिए कई बार अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण मापदंडों का अनुकूलन आवश्यक होता है, जिनमें विलायक का प्रकार या विलायक की संरचना, निष्कर्षण समय, नमूना भार और जल की मात्रा शामिल हैं (Berset et al., 1999)। अल्ट्रासोनिकेशन तकनीकें आम तौर पर अपेक्षाकृत कम लागत वाली विधि प्रदान करती हैं, जिसमें जटिल काँच के उपकरणों और यंत्रों की आवश्यकता के बिना कम मात्रा में कार्बनिक विलायक का उपयोग होता है।”
[Oluseyi et al. 2011]

Sono-Soxhlet निष्कर्षण के लाभ

Sono-Soxhlet निष्कर्षण पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षण तकनीक का एक रूप है, जिसमें निष्कर्षण प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए उच्च-तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड शामिल किया जाता है। Sono-Soxhlet तकनीक कई लाभ प्रदान करती है, जिनकी पुष्टि वैज्ञानिक अनुसंधान और अध्ययनों से होती है। इनमें शामिल हैं:

• बढ़ी हुई निष्कर्षण दक्षता: Sono-Soxhlet निष्कर्षण पादप सामग्री या अन्य नमूना मैट्रिक्स की कोशिका भित्तियों को तोड़कर निष्कर्षण की दक्षता बढ़ाता है। तीव्र अल्ट्रासोनिक तरंगों से उत्पन्न ध्वनिक कैविटेशन द्रव्यमान अंतरण को बेहतर बनाता है और नमूने में विलायक का प्रवेश बढ़ाता है, जिससे निष्कर्षित यौगिकों की उपज बढ़ती है।
• कम निष्कर्षण समय: Sono-Soxhlet निष्कर्षण पारंपरिक Soxhlet निष्कर्षण की तुलना में निष्कर्षण समय को काफी कम करता है। चूँकि अल्ट्रासाउंड अधिक तेज द्रव्यमान अंतरण और विसरण को बढ़ावा देता है, इसलिए विश्लेष्य पदार्थों और वानस्पतिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए केवल थोड़े समय का उपचार आवश्यक होता है। निष्कर्षण की कम अवधि का अर्थ अधिक नमूना प्रसंस्करण क्षमता भी है।
• विलायक की कम खपत: Soxhlet और अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के संयोजन से विलायक की खपत घटती है। इससे न केवल लागत में बचत होती है, बल्कि पर्यावरणीय प्रभाव भी न्यूनतम होता है।
• अनुप्रयोगों की विविधता: Sono-Soxhlet निष्कर्षण बहुउपयोगी है और इसे पादप सामग्री, खाद्य उत्पादों, पॉलिमरों तथा पर्यावरणीय नमूनों सहित अनेक प्रकार के नमूना मैट्रिक्स पर लागू किया जा सकता है। इसकी अनुकूलनशीलता इसे पादप रसायन विज्ञान, रसायन विज्ञान और पर्यावरणीय विश्लेषण जैसे विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रों में एक मूल्यवान साधन बनाती है।
• हरित रसायन विज्ञान: Sono-Soxhlet निष्कर्षण अपशिष्ट और ऊर्जा की खपत घटाकर हरित रसायन विज्ञान के सिद्धांतों के अनुरूप कार्य करता है। इसकी दक्षता और विलायक का कम उपयोग अधिक पर्यावरण-अनुकूल निष्कर्षण प्रक्रियाओं में योगदान देते हैं।

Sono-Soxhlet निष्कर्षण के ये लाभकारी पहलू बेहतर प्रक्रिया दक्षता, समय और ऊर्जा के कुशल उपयोग तथा पर्यावरण-अनुकूलता में योगदान देते हैं। Sono-Soxhlet निष्कर्षण के मुख्य लाभ बढ़ी हुई निष्कर्षण दक्षता, कम प्रसंस्करण समय, विलायक की कम खपत, बहुउपयोगिता और हरित रसायन विज्ञान में योगदान पर आधारित हैं।
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साहित्य / संदर्भ

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जानने योग्य तथ्य

अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का उपयोग प्रयोगशालाओं में निष्कर्षण के लिए और औद्योगिक उत्पादन में सफलतापूर्वक किया जाता है, उदाहरण के लिए औषधि और खाद्य उद्योग में तथा जैविक अनुसंधान और विश्लेषण के लिए। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरणों की विस्तृत उत्पाद श्रृंखला एक इष्टतम प्रक्रिया सेटअप तैयार करने की सुविधा देती है – जो उच्च गुणवत्ता और उत्पादन के लिए प्रक्रिया की आवश्यकताओं को पूरा करता है।