Ultrasonics meningkatkan ekstraksi Soxhlet konvensional. Ultrasonically dibantu Soxhlet, juga dikenal sebagai Sono-Soxhlet, ekstraksi mengarah ke hasil yang lebih tinggi dan waktu ekstraksi yang lebih pendek. Hielscher probe-type sonicators dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam pengaturan ekstraktor Soxhlet klasik.

Ekstraksi Soxhlet menggunakan Ultrasonication

Ekstraksi soxhlet adalah metode ekstraksi padat-cair yang sering digunakan di laboratorium sintetis atau analitik dan diperlukan ketika senyawa yang diinginkan hanya menunjukkan kelarutan terbatas dalam pelarut, dan pengotor tidak larut dalam pelarut itu. Singkatnya, prinsip kerja ekstraksi Soxhlet dapat digambarkan sebagai refluks berbasis pelarut.
Ultrasound berhasil diintegrasikan ke dalam ekstraksi soxhlet untuk meningkatkan hasil dan mempersingkat durasi. Saat ekstraksi soxhlet selesai, pelarut dikeluarkan (misal: menggunakan sebuah rotary evaporator).

Masalah dengan Ekstraksi Soxhlet Konvensional:

Ekstraksi Soxhlet tradisional memiliki kelemahan besar karena durasi ekstraksi yang lama dan sejumlah besar pelarut yang digunakan. Selain itu, ekstraktor Soxhlet konvensional tidak memiliki agitasi. Agitasi diperlukan untuk mempercepat proses ekstraksi. Karena ekstraktor Soxhlet konvensional menggunakan pelarut dalam jumlah besar, penguapan dan konsentrasi berikutnya membutuhkan banyak energi. Kualitas ekstrak sering dipengaruhi secara negatif oleh waktu retensi yang lama dari senyawa yang diekstraksi dalam bola lampu yang dipanaskan dari pengaturan ekstraksi Soxhlet. Senyawa target termo-labil terurai saat bahan terpapar selama durasi ekstraksi yang lama ke panas titik didih pelarut.

Solusi: Ekstraksi Soxhlet dengan Ultrasonik

Ultrasonografi yang kuat meningkatkan perpindahan massa antara sampel dan pelarut. Dengan demikian, lebih sedikit pelarut yang dibutuhkan. Durasi ekstraksi dipersingkat secara drastis sehingga ekstrak tidak terkena paparan panas yang lama. Dengan demikian, dekomposisi termal yang tidak diinginkan dari ekstrak dihindari atau setidaknya dikurangi secara signifikan.
Ultrasound dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam setup ekstraksi soxhlet – baik dengan memperkenalkan tanduk ultrasonik (probe, sonotrode) ke dalam ruang Soxhlet atau dengan sonikasi ruang Soxhlet secara tidak langsung melalui dinding kapal. Ultrasonic Soxhlet ekstraksi – juga dikenal sebagai Sono-Soxhlet – menghasilkan hasil yang lebih tinggi dalam waktu ekstraksi yang lebih singkat di bawah kondisi ekstraksi yang lebih ringan.

Pengaturan Sono-Soxhlet dan Sono-Clevenger skala industri dengan Sonicator UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“Ultrasonication sebagai metode ekstraksi adalah teknik yang efisien bila dibandingkan dengan metode refluks untuk mengekstrak jejak organik dari tanah dan sedimen. Teknik ekstraksi ultrasonik terbukti menghasilkan jumlah yang sebanding atau bahkan lebih besar (Song et al., 2002) dari pada teknik ekstraksi lainnya [ …]. Bergantung pada jenis kontaminan dan matriks, sonikasi dapat memiliki keuntungan pada durasi ekstraksi yang lebih cepat. Optimalisasi parameter ekstraksi ultrasonik, termasuk pada jenis pelarut atau komposisi pada pelarut, waktu ekstraksi, beban sampel, dan kadar air diperlukan berulang kali untuk ekstraksi yang lebih efisien dan dapat diulang (Berset et al., 1999). Teknik ultrasonikasi biasanya menyediakan metode biaya yang relatif rendah, menggunakan pelarut organik volume yang kecil tanpa memerlukan peralatan dari gelas dan instrumentasi yang rumit.”
[Oluseyi et al. 2011]

Keuntungan Ekstraksi Sono-Soxhlet

Ekstraksi Sono-Soxhlet adalah varian dari teknik ekstraksi Soxhlet tradisional yang menggabungkan ultrasound intensitas tinggi untuk meningkatkan proses ekstraksi. Teknik Sono-Soxhlet menawarkan beberapa keuntungan, didukung oleh penelitian dan studi ilmiah, yang meliputi:

• Peningkatan efisiensi ekstraksi: Ekstraksi Sono-Soxhlet meningkatkan efisiensi ekstraksi dengan memecah dinding sel bahan tanaman atau matriks sampel lainnya. Kavitasi akustik yang diciptakan oleh gelombang ultrasonik yang intens meningkatkan perpindahan massa dan meningkatkan penetrasi pelarut ke dalam sampel, sehingga meningkatkan hasil senyawa yang diekstraksi.
• Mengurangi waktu ekstraksi: Ekstraksi Sono-Soxhlet secara signifikan mengurangi waktu ekstraksi dibandingkan dengan ekstraksi Soxhlet konvensional. Karena ultrasound mempromosikan perpindahan massa dan difusi yang lebih cepat, ekstraksi analit dan senyawa botani hanya membutuhkan perawatan singkat. Durasi ekstraksi yang lebih pendek berarti kapasitas throughput yang lebih tinggi juga.
• Konsumsi pelarut yang lebih rendah: Kombinasi Soxhlet dan ekstraksi ultrasonik menghasilkan konsumsi pelarut yang berkurang. Ini tidak hanya berkontribusi pada penghematan biaya tetapi juga meminimalkan dampak lingkungan.
• Fleksibilitas Aplikasi: Ekstraksi Sono-Soxhlet serbaguna dan dapat diterapkan pada berbagai matriks sampel, termasuk bahan tanaman, produk makanan, polimer, dan sampel lingkungan. Kemampuan beradaptasinya menjadikannya alat yang berharga di berbagai bidang ilmiah, seperti fitokimia, kimia, dan analisis lingkungan.
• Kimia Hijau: Ekstraksi Sono-Soxhlet sejalan dengan prinsip-prinsip kimia hijau dengan mengurangi limbah dan konsumsi energi. Efisiensi dan pengurangan penggunaan pelarutnya berkontribusi pada proses ekstraksi yang lebih ramah lingkungan.

Aspek menguntungkan dari ekstraksi Sono-Soxhlet ini berkontribusi pada peningkatan efisiensi proses, efisiensi waktu dan energi serta ramah lingkungan. Keuntungan utama ekstraksi Sono-Soxhlet didasarkan pada peningkatan efisiensi ekstraksi, pengurangan waktu pemrosesan, konsumsi pelarut yang lebih rendah, fleksibilitas, dan kontribusi terhadap kimia hijau.
Mengambil keuntungan dari ultrasonically ditingkatkan ekstraksi Soxhlet dan hubungi kami tahu untuk informasi lebih lanjut!

Literatur/referensi