Ultraskaņas Soksleta ekstrakcija

Ultrasonics uzlabo parasto Soxhlet ekstrakciju. Ultrasoniski atbalstīts Soxhlet, pazīstams arī kā Sono-Soxhlet, ekstrakcija noved pie augstākas ražas un īsākiem ekstrakcijas laikiem. Hielscher zondes tipa ultraskaņas aparātus var viegli integrēt jebkurā klasiskajā Soxhlet nosūcēja iestatījumā.

Soxhlet ekstrakcija, izmantojot Ultrasonication

Soksleta ekstrakcija ir bieži izmantota cietā šķidruma ekstrakcijas metode, ko izmanto sintētiskajā vai analītiskajā laboratorijā, un tā ir vajadzīga, ja vēlamajam savienojumam ir tikai ierobežota šķīdība šķīdinātājā un piemaisījums šajā šķīdinātājā nešķīst. Īsāk sakot, Soksleta ekstrakcijas darbības principu var raksturot kā refluksu uz šķīdinātāja bāzes.
Ultraskaņa ir veiksmīgi integrēta Soxhlet ekstrakcijā, lai palielinātu ražu un saīsinātu ilgumu. Kad Soksleta ekstrakcija ir pabeigta, šķīdinātāju atdala (piemēram, izmantojot rotācijas ietvaicētāju).

Problēmas ar parasto Soksleta ekstrakciju:

Tradicionālajai Soksleta ekstrakcijai ir lieli trūkumi, pateicoties tās ilgajam ekstrakcijas ilgumam un lielajam izmantotā šķīdinātāja daudzumam. Turklāt parastajam Soksleta ekstraktoram trūkst uzbudinājuma. Lai paātrinātu ekstrakcijas procesu, ir nepieciešama maisīšana. Tā kā parastie Soxhlet ekstraktori izmanto lielu daudzumu šķīdinātāja, turpmākā iztvaikošana un koncentrācija prasa daudz enerģijas. Ekstrakta kvalitāti bieži negatīvi ietekmē ekstrahēto savienojumu ilgais aiztures laiks Soksleta ekstrakcijas iekārtas apsildāmajā dzuvējā. Termolabili mērķa savienojumi tiek sadalīti, jo materiāls ilgā ekstrakcijas laikā tiek pakļauts šķīdinātāja viršanas temperatūras karstumam.

Risinājums: ultraskaņas Soksleta ekstrakcija

Spēcīga ultraskaņa palielina masas pārnesi starp paraugu un šķīdinātāju. Tādējādi ir nepieciešams mazāk šķīdinātāja. Ekstrakcijas ilgums ir krasi saīsināts, lai ekstrakti netiktu pakļauti ilgstošai karstuma iedarbībai. Tādējādi tiek novērsta vai vismaz ievērojami samazināta ekstrakta nevēlama termiskā sadalīšanās.
Ultraskaņu var viegli integrēt Soxhlet ekstrakcijas iestatījumos – vai nu ievadot ultraskaņas ragu (zondi, sonotrode) Soxhlet kamerā, vai ar ultraskaņu Soxhlet kameru netieši caur kuģa sienu. Ultraskaņas Soksleta ekstrakcija – aslo pazīstams kā Sono-Soxhlet – nodrošina lielāku ražu īsākā ekstrakcijas laikā maigākos ekstrakcijas apstākļos.

Rūpnieciska mēroga Sono-Soxhlet un Sono-Clevenger iestatījumi ar Sonicator UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“Ultrasonication kā ekstrakcijas metode ir efektīva metode, salīdzinot ar refluksa metodēm mikroelementu ieguvei no augsnēm un nogulsnēm. Ultraskaņas ekstrakcijas metodes pierādīja, ka tās rada salīdzināmus vai pat lielākus ogļūdeņražu daudzumus (Song et al., 2002) nekā citas ekstrakcijas metodes […]. Atkarībā no piesārņotāju un matricas veida ultraskaņas apstrādei var būt ātrāka ekstrakcijas laika priekšrocība. Ultraskaņas ekstrakcijas parametru optimizācija, ieskaitot šķīdinātāja vai šķīdinātāja sastāva veidu, ekstrakcijas laiku, parauga slodzi un ūdens saturu, ir nepieciešama daudzas reizes, lai iegūtu efektīvākas un reproducējamākas ekstrakcijas (Berset et al., 1999). Ultrasonication metodes parasti nodrošina salīdzinoši zemu izmaksu metodi, izmantojot nelielus organisko šķīdinātāju daudzumus bez nepieciešamības izstrādāt stikla traukus un instrumentus.”
[Oluseyi et al. 2011]

Sono-Soxhlet ekstrakcijas priekšrocības

Sono-Soxhlet ekstrakcija ir tradicionālās Soxhlet ekstrakcijas tehnikas variants, kas ietver augstas intensitātes ultraskaņu, lai uzlabotu ekstrakcijas procesu. Sono-Soxhlet tehnika piedāvā vairākas priekšrocības, ko atbalsta zinātniski pētījumi un pētījumi, kas ietver:

• Palielināta ekstrakcijas efektivitāte: Sono-Soxhlet ekstrakcija palielina ekstrakcijas efektivitāti, sadalot augu materiālu vai citu paraugu matricu šūnu sienas. Akustiskā kavitācija, ko rada intensīvi ultraskaņas viļņi, uzlabo masas pārnesi un uzlabo šķīdinātāja iekļūšanu paraugā, tādējādi palielinot ekstrahēto savienojumu ražu.
• Samazināts ekstrakcijas laiks: Sono-Soxhlet ekstrakcija ievērojami samazina ekstrakcijas laiku, salīdzinot ar parasto Soxhlet ekstrakciju. Tā kā ultraskaņa veicina ātrāku masas pārnesi un difūziju, analītu un botānisko savienojumu ekstrakcija aizņem tikai īsu ārstēšanu. Īsāks ekstrakcijas ilgums nozīmē arī lielāku caurlaidspēju.
• Mazāks šķīdinātāja patēriņš: Soxhlet un ultraskaņas ekstrakcijas kombinācija samazina šķīdinātāju patēriņu. Tas ne tikai veicina izmaksu ietaupījumus, bet arī samazina ietekmi uz vidi.
• Pielietojuma daudzpusība: Sono-Soxhlet ekstrakcija ir daudzpusīga, un to var izmantot plašam paraugu matricu klāstam, ieskaitot augu materiālus, pārtikas produktus, polimērus un vides paraugus. Tās pielāgošanās spēja padara to par vērtīgu instrumentu dažādās zinātnes jomās, piemēram, fitoķīmijā, ķīmijā un vides analīzē.
• Zaļā ķīmija: Sono-Soxhlet ekstrakcija atbilst zaļās ķīmijas principiem, samazinot atkritumus un enerģijas patēriņu. Tās efektivitāte un samazināta šķīdinātāju izmantošana veicina videi draudzīgākus ekstrakcijas procesus.

Šie labvēlīgie Sono-Soxhlet ekstrakcijas aspekti palīdz uzlabot procesa efektivitāti, laiku un energoefektivitāti, kā arī videi draudzīgumu. Sono-Soxhlet ekstrakcijas galvenās priekšrocības ir balstītas uz paaugstinātu ekstrakcijas efektivitāti, samazinātu apstrādes laiku, zemāku šķīdinātāju patēriņu, daudzpusību un ieguldījumu zaļajā ķīmijā.
Izmantojiet ultrasoniski uzlabotās Soxhlet ekstrakcijas priekšrocības un sazinieties ar mums, lai iegūtu vairāk informācijas!

Literatūra / Atsauces