Extração ultrassônica de Soxhlet

O ultrassom melhora a extração convencional de Soxhlet. A extração de Soxhlet assistida por ultrassom, também conhecida como Sono-Soxhlet, leva a maiores rendimentos e tempos de extração mais curtos. Os sonicadores do tipo sonda Hielscher podem ser facilmente integrados em qualquer configuração clássica de extrator Soxhlet.

Extração de Soxhlet usando ultrassom

A extração de Soxhlet é um método de extração sólido-líquido frequentemente usado em laboratório sintético ou analítico e é necessária quando um composto desejado mostra apenas uma solubilidade limitada em um solvente, e a impureza é insolúvel nesse solvente. Em resumo, o princípio de funcionamento da extração de Soxhlet pode ser descrito como um refluxo à base de solvente.
O ultrassom é integrado com sucesso à extração de Soxhlet para aumentar o rendimento e encurtar a duração. Quando a extração de Soxhlet é concluída, o solvente é removido (por exemplo, usando um evaporador rotativo).

Problemas com a extração convencional de Soxhlet:

A extração tradicional de Soxhlet tem grandes desvantagens devido à sua longa duração de extração e à grande quantidade de solvente utilizada. Além disso, um extrator Soxhlet convencional carece de agitação. A agitação é necessária para acelerar o processo de extração. Como os extratores convencionais de Soxhlet usam grandes quantidades de solvente, a evaporação e a concentração subsequentes requerem muita energia. A qualidade do extrato é frequentemente afetada negativamente pelo longo tempo de retenção dos compostos extraídos no bulbo aquecido da configuração de extração de Soxhlet. Os compostos-alvo termolábeis são decompostos à medida que o material é exposto durante a longa duração da extração ao calor do ponto de ebulição do solvente.

Solução: Extração ultrassônica de Soxhlet

O ultrassom potente aumenta a transferência de massa entre a amostra e o solvente. Assim, menos solvente é necessário. A duração da extração é drasticamente reduzida para que os extratos não sejam expostos a uma longa exposição ao calor. Assim, a decomposição térmica indesejada do extrato é evitada ou pelo menos significativamente reduzida.
O ultrassom pode ser facilmente integrado a uma configuração de extração de Soxhlet – quer introduzindo a buzina ultra-sónica (sonda, sonotrodo) na câmara de Soxhlet quer por sonicação da câmara de Soxhlet indirectamente através da parede do vaso. Extração ultrassônica de Soxhlet – também conhecido como Sono-Soxhlet – resulta em maiores rendimentos em menor tempo de extração em condições de extração mais amenas.

Configurações Sono-Soxhlet e Sono-Clevenger em escala industrial com Sonicator UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“A ultrassonografia como método de extração é uma técnica eficiente quando comparada aos métodos de refluxo para extração de traços orgânicos de solos e sedimentos. As técnicas de extração ultrassônica provaram gerar quantidades comparáveis ou até maiores (Song et al., 2002) de hidrocarbonetos do que outras técnicas de extração […]. Dependendo do tipo de contaminantes e matriz, a sonicação pode ter a vantagem de tempos de extração mais rápidos. A otimização dos parâmetros de extração ultrassônica, incluindo tipo de solvente ou composição do solvente, tempo de extração, carga de amostra e teor de água, é necessária muitas vezes para extrações mais eficientes e reprodutíveis (Berset et al., 1999). As técnicas de ultrassom geralmente fornecem um método de custo relativamente baixo, usando pequenos volumes de solvente orgânico sem a necessidade de vidraria e instrumentação elaboradas.”
[Oluseyi et al. 2011]

Vantagens da extração de Sono-Soxhlet

A extração de Sono-Soxhlet é uma variante da técnica tradicional de extração de Soxhlet que incorpora ultrassom de alta intensidade para aprimorar o processo de extração. A técnica Sono-Soxhlet oferece várias vantagens, apoiadas por pesquisas e estudos científicos, que incluem:

• Maior eficiência de extração: A extração de Sono-Soxhlet aumenta a eficiência da extração quebrando as paredes celulares de materiais vegetais ou outras matrizes de amostra. A cavitação acústica criada por ondas ultrassônicas intensas melhora a transferência de massa e aumenta a penetração do solvente na amostra, aumentando assim o rendimento dos compostos extraídos.
• Tempo de extração reduzido: A extração de Sono-Soxhlet reduz significativamente o tempo de extração em comparação com a extração convencional de Soxhlet. Como o ultrassom promove transferência e difusão de massa mais rápidas, a extração de analitos e compostos botânicos requer apenas um curto tratamento. Menor duração de extração significa maior capacidade de produção também.
• Menor consumo de solvente: A combinação de Soxhlet e extração ultrassônica resulta em consumo reduzido de solvente. Isso não apenas contribui para a economia de custos, mas também minimiza o impacto ambiental.
• Versatilidade de aplicação: A extração Sono-Soxhlet é versátil e pode ser aplicada a uma ampla gama de matrizes de amostras, incluindo materiais vegetais, produtos alimentícios, polímeros e amostras ambientais. Sua adaptabilidade o torna uma ferramenta valiosa em vários campos científicos, como fitoquímica, química e análise ambiental.
• Química Verde: A extração de Sono-Soxhlet se alinha com os princípios da química verde, reduzindo o desperdício e o consumo de energia. Sua eficiência e uso reduzido de solventes contribuem para processos de extração mais ecológicos.

Esses aspectos benéficos da extração de Sono-Soxhlet contribuem para melhorar a eficiência do processo, a eficiência de tempo e energia, bem como o respeito ao meio ambiente. As principais vantagens da extração Sono-Soxhlet são baseadas no aumento da eficiência da extração, redução do tempo de processamento, menor consumo de solvente, versatilidade e contribuição para a química verde.
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Literatura / Referências