Extracție cu ultrasunete Soxhlet

Ultrasonics îmbunătățește extracția convențională Soxhlet. Soxhlet asistat ultrasonically, cunoscut și sub numele de Sono-Soxhlet, extracția duce la randamente mai mari și timpi de extracție mai scurți. Sonicatoarele de tip sondă Hielscher pot fi ușor integrate în orice configurație clasică a extractorului Soxhlet.

Soxhlet Extracția folosind Ultrasonication

Extracția Soxhlet este o metodă de extracție solid-lichid utilizată frecvent în laborator sintetic sau analitic și este necesară atunci când un compus dorit prezintă doar o solubilitate limitată într-un solvent, iar impuritatea este insolubilă în acel solvent. Pe scurt, principiul de funcționare al extracției Soxhlet poate fi descris ca un reflux pe bază de solvent.
Ecografia este integrată cu succes în extracția Soxhlet pentru a crește randamentul și pentru a scurta durata. Când extracția Soxhlet este finalizată, solventul este îndepărtat (de exemplu, folosind un evaporator rotativ).

Probleme cu extracția convențională Soxhlet:

Extracția tradițională Soxhlet are dezavantaje majore datorită duratei lungi de extracție și cantității mari de solvent utilizat. În plus, un extractor Soxhlet convențional nu are agitație. Este necesară agitarea pentru a accelera procesul de extracție. Deoarece extractoarele Soxhlet convenționale utilizează cantități mari de solvent, evaporarea și concentrarea ulterioară necesită multă energie. Calitatea extractului este adesea afectată negativ de timpul lung de retenție a compușilor extrași în becul încălzit al configurației de extracție Soxhlet. Compușii țintă termolabili se descompun pe măsură ce materialul este expus pe durata lungă de extracție la căldura punctului de fierbere al solventului.

Soluție: Extracție cu ultrasunete Soxhlet

Ultrasunetele puternice cresc transferul de masă între probă și solvent. Astfel, este necesar mai puțin solvent. Durata extracției este redusă drastic, astfel încât extractele să nu fie expuse la o expunere lungă la căldură. Astfel, descompunerea termică nedorită a extractului este evitată sau cel puțin redusă semnificativ.
Ecografia poate fi ușor integrată într-o configurație de extracție Soxhlet – fie prin introducerea cornului cu ultrasunete (sondă, sonotrode) în camera Soxhlet sau prin sonicare camera Soxhlet indirect prin peretele vasului. Extracție cu ultrasunete Soxhlet – aslo cunoscut sub numele de Sono-Soxhlet – are ca rezultat un randament mai mare într-un timp de extracție mai scurt în condiții de extracție mai blânde.

Configurații Sono-Soxhlet și Sono-Clevenger la scară industrială cu Sonicator UIP1000hdT
(©Vernes și colab., 2020)

“Ultrasonication ca metodă de extracție este o tehnică eficientă în comparație cu metodele de reflux pentru extragerea urmelor organice din soluri și sedimente. Tehnicile de extracție cu ultrasunete s-au dovedit a genera cantități comparabile sau chiar mai mari (Song et al., 2002) de hidrocarburi decât alte tehnici de extracție […]. În funcție de tipul de contaminanți și matrice, sonicare poate avea avantajul timpilor de extracție mai rapizi. Optimizarea parametrilor de extracție cu ultrasunete, inclusiv tipul de solvent sau compoziția solventului, timpul de extracție, încărcătura probei, și conținutul de apă sunt necesare de mai multe ori pentru extracții mai eficiente și reproductibile (Berset et al., 1999). Tehnicile de ultrasonication oferă, de obicei, o metodă relativ ieftină, folosind volume mici de solvent organic, fără a fi nevoie de sticlărie și instrumente elaborate.”
[Oluseyi și colab. 2011]

Avantajele extracției Sono-Soxhlet

Extracția Sono-Soxhlet este o variantă a tehnicii tradiționale de extracție Soxhlet care încorporează ultrasunete de înaltă intensitate pentru a îmbunătăți procesul de extracție. Tehnica Sono-Soxhlet oferă mai multe avantaje, susținute de cercetări și studii științifice, care includ:

• Creșterea eficienței extracției: Extracția Sono-Soxhlet crește eficiența extracției prin descompunerea pereților celulari ai materialelor vegetale sau a altor matrice de probe. Cavitația acustică creată de undele ultrasonice intense îmbunătățește transferul de masă și îmbunătățește penetrarea solventului în probă, crescând astfel randamentul compușilor extrași.
• Timp redus de extracție: Extracția Sono-Soxhlet reduce semnificativ timpul de extracție în comparație cu extracția convențională Soxhlet. Deoarece ultrasunetele promovează transferul și difuzia mai rapidă a masei, extracția analiților și a compușilor botanici durează doar un tratament scurt. Durata mai scurtă de extracție înseamnă, de asemenea, capacități de producție mai mari.
• Consum redus de solvenți: Combinația de Soxhlet și extracție cu ultrasunete are ca rezultat un consum redus de solvenți. Acest lucru nu numai că contribuie la reducerea costurilor, ci și la minimizarea impactului asupra mediului.
• Versatilitatea aplicației: Extracția Sono-Soxhlet este versatilă și poate fi aplicată unei game largi de matrice de probe, inclusiv materiale vegetale, produse alimentare, polimeri și probe de mediu. Adaptabilitatea sa îl face un instrument valoros în diverse domenii științifice, cum ar fi fitochimia, chimia și analiza mediului.
• Chimia verde: Extracția Sono-Soxhlet se aliniază principiilor chimiei verzi prin reducerea deșeurilor și a consumului de energie. Eficiența sa și utilizarea redusă a solvenților contribuie la procese de extracție mai ecologice.

Aceste aspecte benefice ale extracției Sono-Soxhlet contribuie la îmbunătățirea eficienței procesului, a eficienței timpului și a energiei, precum și la protecția mediului. Principalele avantaje ale extracției Sono-Soxhlet se bazează pe creșterea eficienței extracției, reducerea timpului de procesare, consumul redus de solvenți, versatilitatea și contribuția la chimia verde.
Profitați de extracția Soxhlet îmbunătățită ultrasonically și contactați-ne știți pentru mai multe informații!

Literatură / Referințe