extracção de Soxhlet de ultra-sons

Ultrasonics melhora a extração Soxhlet convencional. 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 do extrator Soxhlet.

Extração de Soxhlet usando Ultrasonication

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 ultra-som é integrado com sucesso no extracção de Soxhlet para aumentar o rendimento e reduzir a sua duração. Quando a extracção de Soxhlet é completada, o solvente é removido (por exemplo, utilizando um evaporador rotativo).

Problemas com a extração convencional de Soxhlet:

Configuração completa de extração de Soxhlet com suporte de amostra, amostra, solvente, condensador Allihn e manta de aquecimentoA 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 não tem agitação. A agitação é necessária para acelerar o processo de extração. Como os extratores Soxhlet convencionais usam grandes quantidades de solvente, a evaporação e concentração subsequentes requerem muita energia. A qualidade do extrato é muitas vezes negativamente impactada 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.

Soxhlet combinada com ultra-sons leva a rendimentos elevados e tempos de extraco mais curtos (Click para ampliar!)

Configuração do Sono-Soxhlet usando o sonicator UP200Ht para melhores resultados de extração
(©Djenni, et al., 2012)

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Solução: Ultrasonic Soxhlet Extraction

O poderoso ultrassom aumenta a transferência de massa entre a amostra e o solvente. Com isso, menos solvente é necessário. A duração da extração é drasticamente encurtada para que os extratos não sejam expostos a longa exposição ao calor. Assim, a decomposição térmica indesejada do extrato é evitada ou, pelo menos, significativamente reduzida.
O ultra-som pode ser facilmente integrado em uma instalação de extração Soxhlet – seja introduzindo o chifre ultra-sônico (sonda, sonotrodo) na câmara de Soxhlet ou por sonicação da câmara de Soxhlet indiretamente através da parede do vaso. Extração ultra-sônica de Soxhlet – aslo conhecido como Sono-Soxhlet – resulta em um maior rendimento dentro de um tempo de extração mais curto sob condições de extração mais amenas.

Extrator industrial de Soxhlet com sonicator UIP1000hdT de 1000 watts para melhores rendimentos de extração em um processo rápido

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

 

“A ultra-sonografia 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 ultra-sônica provaram gerar quantidades comparáveis ​​ou mesmo maiores (Song et al., 2002) de hidrocarbonetos do que outras técnicas de extração […]. Dependendo do tipo de contaminantes e matriz, de ultra-sons pode ter a vantagem de tempos de extracção mais rápidos. Optimização dos parâmetros de extracção de ultra-sons, incluindo o tipo de composição do solvente ou solvente, tempo de extracção, a carga da amostra, e o teor de água são muitas vezes necessários para extracções mais eficientes e reproduteis (Berset et al., 1999). ultrasonication técnicas geralmente proporcionar um método de custo relativamente baixo, utilizando pequenos volumes de solvente orgânico, sem a necessidade de objectos de vidro elaborado e instrumentação.”
[Oluseyi et al. 2011]

 

Vantagens da extração Sono-Soxhlet

A extração de Sono-Soxhlet é uma variante da técnica tradicional de extração de Soxhlet que incorpora ultrassom de alta intensidade para melhorar 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 ultra-sônicas 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 leva apenas um tratamento curto. Menor duração de extração também significa maiores capacidades de produção.
  • Menor consumo de solvente: A combinação de Soxhlet e extração ultra-sônica resulta em consumo reduzido de solvente. Isso não só contribui para a redução 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 Sono-Soxhlet está alinhada 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 amigáveis ao meio ambiente.

Esses aspectos benéficos da extração de Sono-Soxhlet contribuem para melhorar a eficiência do processo, a eficiência de tempo e energia, bem como a compatibilidade com o meio ambiente. As principais vantagens da extração Sono-Soxhlet são baseadas no aumento da eficiência de extração, tempo de processamento reduzido, menor consumo de solvente, versatilidade e contribuição para a química verde.
Aproveite a extração de Soxhlet melhorada ultrassonicamente e entre em contato conosco para obter mais informações!

Sono-Soxhlet: Sonicator UP200Ht integrado em um aparelho Soxhlet

Aparelho Soxhlet com Sonicator UP200Ht

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O vídeo fornece uma demonstração perspicaz do funcionamento de um extrator Soxhlet, enfatizando seus principais componentes e dinâmica operacional. A importância do mecanismo do sifão na facilitação da extração contínua por solvente é ressaltada, juntamente com a importância de empregar um porta-amostra adequado para otimizar o processo.

Soxlet Extraction - Um tutorial sobre componentes, configuração, função & Aplicações

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Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

homogeneizadores de ultra-som são utilizados com êxito para efeitos de extracção em laboratórios e para a produção industrial, por exemplo na indústria farmacêutica e de alimentos e para a pesquisa biológica & análise. A ampla gama de produtos de ultra-sons da dispositivos Hielscher permite a montagem de uma configuração óptima processo – cumprindo os requisitos do processo de alta qualidade e de saída.

Ultrasonicator UP200St com adaptador de frasco para integração em um aparelho Soxhlet

ultrassonicador UP200St com adaptador de frasco para integração em aparelho Soxhlet

Para obter um guia detalhado de extração de Soxhlet (Inglês), clique em: Guia de extração de Soxhlet para domínios acadêmicos e profissionais – Hielscher Ultrasonics (Alemanha)

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