Ultrahangos Soxhlet extrakció

Az ultrahang javítja a hagyományos Soxhlet extrakciót. Ultrahanggal segített Soxhlet, más néven Sono-Soxhlet, az extrakció magasabb hozamot és rövidebb extrakciós időt eredményez. A Hielscher szonda típusú szonda típusú szondák könnyen integrálhatók bármely klasszikus Soxhlet elszívó beállításba.

Soxhlet extrakció ultrahangos kezeléssel

A Soxhlet extrakció gyakran használt szilárd-folyadék extrakciós módszer, amelyet szintetikus vagy analitikai laboratóriumokban használnak, és akkor szükséges, ha a kívánt vegyület csak korlátozott oldhatóságot mutat az oldószerben, és a szennyeződés oldhatatlan az oldószerben. Röviden, a Soxhlet extrakció működési elve oldószer alapú refluxként írható le.
Az ultrahangot sikeresen integrálják a Soxhlet extrakcióba a hozam növelése és az időtartam lerövidítése érdekében. Amikor a Soxhlet extrakció befejeződött, az oldószert eltávolítják (pl. rotációs bepárló használatával).

Problémák a hagyományos Soxhlet extrakcióval:

A hagyományos Soxhlet extrakciónak jelentős hátrányai vannak a hosszú extrakciós időtartam és a felhasznált oldószer nagy mennyisége miatt. Ezenkívül a hagyományos Soxhlet extrakcióból hiányzik a keverés. Az extrakciós folyamat felgyorsításához keverés szükséges. Mivel a hagyományos Soxhlet extrahálók nagy mennyiségű oldószert használnak, az ezt követő párolgás és koncentráció sok energiát igényel. A kivonat minőségét gyakran negatívan befolyásolja az extrahált vegyületek hosszú retenciós ideje a Soxhlet extrakciós rendszer fűtött gömbjében. A termo-labilis célvegyületek lebomlanak, mivel az anyag a hosszú extrakciós időtartam alatt az oldószer forráspontjának hőjének van kitéve.

Megoldás: Ultrahangos Soxhlet extrakció

Az erőteljes ultrahang növeli a minta és az oldószer közötti tömegátadást. Ezáltal kevesebb oldószerre van szükség. Az extrakció időtartama drasztikusan lerövidül, így a kivonatok nincsenek kitéve hosszú hőhatásnak. Ezáltal elkerülhető vagy legalábbis jelentősen csökkenthető a kivonat nem kívánt termikus bomlása.
Az ultrahang könnyen integrálható a Soxhlet extrakciós rendszerbe – vagy az ultrahangos kürt (szonda, sonotrode) bevezetésével a Soxhlet kamrába, vagy szonikálással a Soxhlet kamrát közvetetten az edényfalon keresztül. Ultrahangos Soxhlet extrakció – aslo Sono-Soxhlet néven ismert – magasabb hozamot eredményez rövidebb extrakciós idő alatt, enyhébb extrakciós körülmények között.

Ipari méretű Sono-Soxhlet és Sono-Clevenger rendszerek Sonicator UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“Az ultrahangos extrakciós módszer hatékony technika, összehasonlítva a reflux módszerekkel a talajból és üledékből származó szerves anyagok kivonására. Az ultrahangos extrakciós technikák összehasonlítható vagy még nagyobb mennyiségű szénhidrogént hoztak létre (Song et al., 2002), mint más extrakciós technikák […]. A szennyeződések és a mátrix típusától függően az ultrahangos kezelés előnye lehet a gyorsabb extrakciós idő. Az ultrahangos extrakciós paraméterek optimalizálása, beleértve az oldószer típusát vagy az oldószer összetételét, az extrakciós időt, a mintaterhelést és a víztartalmat sokszor szükséges a hatékonyabb és reprodukálhatóbb extrakciókhoz (Berset et al., 1999). Az ultrahangos technikák általában viszonylag alacsony költségű módszert biztosítanak, kis mennyiségű szerves oldószer felhasználásával, anélkül, hogy bonyolult üvegárukra és műszerekre lenne szükség.”
[Oluseyi et al. 2011]

A Sono-Soxhlet extrakció előnyei

A Sono-Soxhlet extrakció a hagyományos Soxhlet extrakciós technika egyik változata, amely nagy intenzitású ultrahangot tartalmaz az extrakciós folyamat fokozása érdekében. A Sono-Soxhlet technika számos előnnyel jár, amelyeket tudományos kutatások és tanulmányok támasztanak alá, többek között:

• Megnövelt extrakciós hatékonyság: A Sono-Soxhlet extrakció növeli az extrakció hatékonyságát azáltal, hogy lebontja a növényi anyagok vagy más mintamátrixok sejtfalát. Az intenzív ultrahangos hullámok által létrehozott akusztikus kavitáció javítja a tömegátadást és fokozza az oldószer behatolását a mintába, ezáltal növelve az extrahált vegyületek hozamát.
• Csökkentett extrakciós idő: A Sono-Soxhlet extrakció jelentősen csökkenti az extrakciós időt a hagyományos Soxhlet extrakcióhoz képest. Mivel az ultrahang elősegíti a gyorsabb tömegátadást és diffúziót, az analitok és botanikai vegyületek extrahálása csak rövid kezelést igényel. A rövidebb kinyerési idő nagyobb áteresztőképességet is jelent.
• Alacsonyabb oldószer-fogyasztás: A Soxhlet és az ultrahangos extrakció kombinációja csökkenti az oldószerfogyasztást. Ez nemcsak a költségmegtakarításhoz járul hozzá, hanem minimalizálja a környezeti hatásokat is.
• Sokoldalú alkalmazás: A Sono-Soxhlet extrakció sokoldalú, és mintamátrixok széles skálájára alkalmazható, beleértve a növényi anyagokat, élelmiszertermékeket, polimereket és környezeti mintákat. Alkalmazkodóképessége értékes eszközzé teszi különböző tudományos területeken, mint például a fitokémia, a kémia és a környezeti elemzés.
• Zöld kémia: A Sono-Soxhlet extrakció a hulladék és az energiafogyasztás csökkentésével igazodik a zöld kémia elveihez. Hatékonysága és csökkentett oldószerhasználata hozzájárul a környezetbarátabb extrakciós folyamatokhoz.

A Sono-Soxhlet extrakció ezen előnyös tulajdonságai hozzájárulnak a jobb folyamathatékonysághoz, idő- és energiahatékonysághoz, valamint a környezetbarátsághoz. A Sono-Soxhlet extrakció fő előnyei a megnövekedett extrakciós hatékonyságon, a csökkentett feldolgozási időn, az alacsonyabb oldószerfogyasztáson, a sokoldalúságon és a zöld kémiához való hozzájáruláson alapulnak.
Használja ki az ultrahanggal továbbfejlesztett Soxhlet extrakciót, és vegye fel velünk a kapcsolatot további információkért!

Irodalom / Hivatkozások