Soxhlet-Extraktioun mat Ultraschall

Ultraschall verbessert déi konventionell Soxhlet-Extraktioun. D’ultraschallënnerstëtzt Soxhlet-Extraktioun, och als Sono-Soxhlet bekannt, féiert zu méi héijen Ausbezuelen a méi kuerzen Extraktiounszäiten. Sondebaséiert Ultraschallapparater vun Hielscher kënne ganz einfach an all klassesche Soxhlet-Extraktiounsopbau integréiert ginn.

Soxhlet-Extraktioun mat Ultraschallbehandlung

D’Soxhlet-Extraktioun ass eng heefeg benotzt Fest-Flësseg-Extraktiounsmethod, déi a Laboratoirë fir Synthes oder Analys agesat gëtt an erfuerderlech ass, wann eng gewënschte Verbindung nëmmen eng limitéiert Léisslechkeet an engem Léisungsmëttel opweist an d’Veronrengegung an deem Léisungsmëttel onléislech ass. Kuerz gesot kann de Funktiounsprinzip vun der Soxhlet-Extraktioun als e Réckfloss op Basis vun engem Léisungsmëttel beschriwwe ginn.
Ultraschall gëtt erfollegräich an d’Soxhlet-Extraktioun integréiert, fir d’Ausbezuel ze erhéijen an d’Dauer ze verkierzen. Wann d’Soxhlet-Extraktioun ofgeschloss ass, gëtt d’Léisungsmëttel ewechgeholl (z. B. mat engem Rotatiounsverdampfer).

Problemer bei der konventioneller Soxhlet-Extraktioun:

Déi traditionell Soxhlet-Extraktioun huet grouss Nodeeler wéinst hirer laanger Extraktiounsdauer an der grousser Quantitéit u Léisungsmëttel, déi benotzt gëtt. Ausserdeem feelt bei engem konventionelle Soxhlet-Extrakter d’Duerchmëschung. Dës ass néideg, fir den Extraktiounsprozess ze beschleunegen. Well konventionell Soxhlet-Extraktere grouss Quantitéiten u Léisungsmëttel benotzen, erfuerderen déi uschléissend Verdampfung a Konzentratioun vill Energie. D’Qualitéit vum Extrakt gëtt dacks duerch déi laang Verweilzäit vun den extrahéierte Verbindungen am erhëtzte Kolwe vum Soxhlet-Extraktiounsopbau negativ beaflosst. Thermolabil Zilverbindunge ginn ofgebaut, well d’Material wärend der laanger Extraktiounsdauer der Hëtzt beim Kachpunkt vum Léisungsmëttel ausgesat ass.

Léisung: Soxhlet-Extraktioun mat Ultraschall

Leeschtungsstaarken Ultraschall erhéicht de Stofftransport tëscht Prouf a Léisungsmëttel. Doduerch gëtt manner Léisungsmëttel gebraucht. D’Extraktiounsdauer gëtt drastesch verkierzt, soudatt d’Extrakter net laang der Hëtzt ausgesat sinn. Doduerch gëtt den onerwënschten thermeschen Ofbau vum Extrakt verhënnert oder op d’mannst däitlech reduzéiert.
Ultraschall kann einfach an e Soxhlet-Extraktiounsopbau integréiert ginn – entweder andeems d’Ultraschallhorn (Sond, Sonotrod) an d’Soxhlet-Kummer agefouert gëtt oder andeems d’Soxhlet-Kummer indirekt duerch d’Gefäässwand mat Ultraschall behandelt gëtt. D’Soxhlet-Extraktioun mat Ultraschall – och als Sono-Soxhlet bekannt – féiert zu méi héijen Ausbezuele bei méi kuerzer Extraktiounszäit ënner méi douce Extraktiounsbedéngungen.

Sono-Soxhlet- a Sono-Clevenger-Opbauten am industrielle Moossstaf mat Ultraschallapparat UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“D’Ultraschallbehandlung als Extraktiounsmethod ass eng effizient Technik am Verglach mat Réckflossmethode fir d’Spuerenextraktioun vun organesche Substanzen aus Biedem a Sedimenter. Et gouf nogewisen, datt Ultraschallextraktiounstechnike vergläichbar oder souguer méi grouss Quantitéiten (Song et al., 2002) u Kuelewaasserstoffer liwwere wéi aner Extraktiounstechniken […]. Jee no Aart vun de Veronrengegungen an der Matrix kann d’Ultraschallbehandlung de Virdeel vu méi kuerzen Extraktiounszäite bidden. D’Optimiséierung vun den Ultraschallextraktiounsparameteren, dorënner d’Aart oder d’Zesummesetzung vum Léisungsmëttel, d’Extraktiounszäit, d’Proufquantitéit an de Waassergehalt, ass dacks néideg fir méi effizient a reproduzéierbar Extraktiounen (Berset et al., 1999). Ultraschalltechnike bidden normalerweis eng relativ käschtegënschteg Method, déi kleng Volumë vun organeschem Léisungsmëttel benotzt, ouni opwenneg Glasapparaturen an Instrumenter ze erfuerderen.”
[Oluseyi et al. 2011]

Virdeeler vun der Sono-Soxhlet-Extraktioun

D’Sono-Soxhlet-Extraktioun ass eng Variant vun der traditioneller Soxhlet-Extraktiounstechnik, déi Ultraschall mat héijer Intensitéit asetzt, fir den Extraktiounsprozess ze verbesseren. D’Sono-Soxhlet-Technik bitt verschidde Virdeeler, déi duerch wëssenschaftlech Fuerschung a Studie beluecht sinn. Dozou gehéieren:

• Méi héich Extraktiounseffizienz: D’Sono-Soxhlet-Extraktioun erhéicht d’Effizienz vun der Extraktioun, andeems si d’Zellwänn vu Planzematerialien oder anere Proufmatricen ofbaut. Déi akustesch Kavitatioun, déi duerch intensiv Ultraschallwellen entsteet, verbessert de Stofftransport a fërdert d’Andrénge vum Léisungsmëttel an d’Prouf, wouduerch d’Ausbezuel un extrahéierte Verbindungen erhéicht gëtt.
• Méi kuerz Extraktiounszäit: D’Sono-Soxhlet-Extraktioun reduzéiert d’Extraktiounszäit am Verglach mat der konventioneller Soxhlet-Extraktioun däitlech. Well Ultraschall e méi séiere Stofftransport an eng méi séier Diffusioun fërdert, erfuerdert d’Extraktioun vun Analyten a planzleche Verbindungen nëmmen eng kuerz Behandlung. Eng méi kuerz Extraktiounsdauer bedeit och eng méi héich Kapazitéit fir de Proufduerchsaz.
• Manner Léisungsmëttelverbrauch: D’Kombinatioun vu Soxhlet- an Ultraschallextraktioun féiert zu engem reduzéierte Léisungsmëttelverbrauch. Dat dréit net nëmmen zu Käschtespuere bäi, mee miniméiert och d’Auswierkungen op d’Ëmwelt.
• Villsäiteg Uwendbarkeet: D’Sono-Soxhlet-Extraktioun ass villsäiteg a kann op eng breet Palett vu Proufmatricen ugewannt ginn, dorënner Planzematerialien, Liewensmëttel, Polymeren an Ëmweltprouwen. Hir Upassungsfäegkeet mécht si zu engem wäertvollen Instrument a verschiddene wëssenschaftleche Beräicher, wéi der Phytochemie, der Chimie an der Ëmweltanalys.
• Gréng Chimie: D’Sono-Soxhlet-Extraktioun entsprécht de Grondsätz vun der grénger Chimie, andeems si den Offall an den Energieverbrauch reduzéiert. Hir Effizienz an de reduzéierten Asaz vu Léisungsmëttel droen zu méi ëmweltfrëndlechen Extraktiounsprozesser bäi.

Dës virdeelhaft Aspekter vun der Sono-Soxhlet-Extraktioun droen zu enger verbesserter Prozesseffizienz, Zäit- an Energieeffizienz souwéi Ëmweltfrëndlechkeet bäi. D’Haaptvirdeeler vun der Sono-Soxhlet-Extraktioun berouen op enger méi héijer Extraktiounseffizienz, enger reduzéierter Veraarbechtungszäit, engem méi nidderege Léisungsmëttelverbrauch, Villsäitegkeet an engem Bäitrag zur grénger Chimie.
Profitéiert vun der duerch Ultraschall verbesserter Soxhlet-Extraktioun a kontaktéiert eis elo fir méi Informatiounen!

Literatur / Referenzen

• 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.

Wëssenswäertes

Ultraschallhomogenisateure ginn erfollegräich fir Extraktiounen a Laboratoiren an an der industrieller Produktioun agesat, z. B. an der pharmazeutescher Industrie an der Liewensmëttelindustrie souwéi fir biologesch Fuerschung an Analys. Déi breet Produktpalett vun den Hielscher-Ultraschallapparater erméiglecht et, en optimale Prozessopbau zesummenzestellen, deen de Prozessufuerderunge fir héich Qualitéit an eng héich Produktiounskapazitéit entsprécht.