Ekstraktimi Soxhlet me ultratinguj

Ultratingujt përmirësojnë ekstraktimin konvencional Soxhlet. Ekstraktimi Soxhlet i asistuar me ultratinguj, i njohur edhe si Sono-Soxhlet, sjell rendimente më të larta dhe kohë më të shkurtra ekstraktimi. Sonikatorët Hielscher të tipit sondë mund të integrohen lehtësisht në çdo konfigurim klasik të ekstraktorit Soxhlet.

Ekstraktimi Soxhlet duke përdorur ultrasonikimin

Ekstraktimi Soxhlet është një metodë ekstraktimi të ngurtë–lëng që përdoret shpesh në laboratorët e sintezës ose të analizës dhe nevojitet kur një përbërje e dëshiruar ka vetëm tretshmëri të kufizuar në një tretës, ndërsa papastërtia është e patretshme në atë tretës. Shkurtimisht, parimi i punës së ekstraktimit Soxhlet mund të përshkruhet si refluks me bazë tretësi.
Ultratingujt integrohen me sukses në ekstraktimin Soxhlet për të rritur rendimentin dhe për të shkurtuar kohëzgjatjen. Kur ekstraktimi Soxhlet përfundon, tretësi largohet (p.sh. duke përdorur një avullues rrotullues).

Problemet me ekstraktimin konvencional Soxhlet:

Ekstraktimi tradicional Soxhlet ka mangësi të mëdha për shkak të kohëzgjatjes së madhe të ekstraktimit dhe sasisë së madhe të tretësit të përdorur. Për më tepër, një ekstraktor konvencional Soxhlet nuk siguron përzierje. Përzierja nevojitet për të përshpejtuar procesin e ekstraktimit. Meqenëse ekstraktorët konvencionalë Soxhlet përdorin sasi të mëdha tretësi, avullimi dhe përqendrimi që pasojnë kërkojnë shumë energji. Cilësia e ekstraktit shpesh ndikohet negativisht nga koha e gjatë e qëndrimit të përbërjeve të ekstraktuara në balonën e ngrohur të sistemit të ekstraktimit Soxhlet. Përbërjet e synuara termolabile shpërbëhen, pasi materiali ekspozohet gjatë kohës së gjatë të ekstraktimit ndaj nxehtësisë në pikën e vlimit të tretësit.

Zgjidhja: Ekstraktimi Soxhlet me ultratinguj

Ultratingujt e fuqishëm rrisin transferimin e masës ndërmjet mostrës dhe tretësit. Si rrjedhojë, nevojitet më pak tretës. Kohëzgjatja e ekstraktimit shkurtohet në mënyrë drastike, në mënyrë që ekstraktet të mos ekspozohen për një kohë të gjatë ndaj nxehtësisë. Kështu, shpërbërja termike e padëshiruar e ekstraktit shmanget ose të paktën reduktohet ndjeshëm.
Ultratingujt mund të integrohen lehtësisht në një sistem ekstraktimi Soxhlet – ose duke futur bririn ultrasonik (sondën, sonotrodën) në dhomën Soxhlet, ose duke sonikuar dhomën Soxhlet në mënyrë të tërthortë përmes murit të enës. Ekstraktimi Soxhlet me ultratinguj – i njohur edhe si Sono-Soxhlet – jep rendimente më të larta brenda një kohe më të shkurtër ekstraktimi, në kushte më të buta ekstraktimi.

Konfigurime Sono-Soxhlet dhe Sono-Clevenger në shkallë industriale me sonikatorin UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“Ultrasonikimi si metodë ekstraktimi është një teknikë efikase krahasuar me metodat e refluksit për ekstraktimin e gjurmëve të përbërjeve organike nga tokat dhe sedimentet. Teknikat e ekstraktimit me ultratinguj kanë treguar se japin sasi të krahasueshme ose edhe më të mëdha (Song et al., 2002) hidrokarburesh sesa teknikat e tjera të ekstraktimit […]. Në varësi të llojit të ndotësve dhe të matricës, sonikimi mund të ketë përparësinë e kohëve më të shkurtra të ekstraktimit. Optimizimi i parametrave të ekstraktimit me ultratinguj, përfshirë llojin e tretësit ose përbërjen e tretësit, kohën e ekstraktimit, ngarkesën e mostrës dhe përmbajtjen e ujit, nevojitet shpesh për ekstraktime më efikase dhe të riprodhueshme (Berset et al., 1999). Teknikat e ultrasonikimit zakonisht ofrojnë një metodë me kosto relativisht të ulët, duke përdorur vëllime të vogla tretësi organik pa pasur nevojë për pajisje të ndërlikuara prej qelqi dhe instrumente.”
[Oluseyi et al. 2011]

Përparësitë e ekstraktimit Sono-Soxhlet

Ekstraktimi Sono-Soxhlet është një variant i teknikës tradicionale të ekstraktimit Soxhlet që përfshin ultratinguj me intensitet të lartë për të përmirësuar procesin e ekstraktimit. Teknika Sono-Soxhlet ofron disa përparësi, të mbështetura nga kërkime dhe studime shkencore, të cilat përfshijnë:

• Efikasitet më i lartë i ekstraktimit: Ekstraktimi Sono-Soxhlet rrit efikasitetin e ekstraktimit duke shpërbërë muret qelizore të materialeve bimore ose të matricave të tjera të mostrave. Kavitacioni akustik i krijuar nga valët ultrasonike intensive përmirëson transferimin e masës dhe shton depërtimin e tretësit në mostër, duke rritur kështu rendimentin e përbërjeve të ekstraktuara.
• Kohë më e shkurtër ekstraktimi: Ekstraktimi Sono-Soxhlet e shkurton ndjeshëm kohën e ekstraktimit krahasuar me ekstraktimin konvencional Soxhlet. Meqenëse ultratingujt nxisin transferim më të shpejtë të masës dhe difuzion më të shpejtë, ekstraktimi i analitëve dhe i përbërjeve bimore kërkon vetëm një trajtim të shkurtër. Kohëzgjatja më e shkurtër e ekstraktimit nënkupton edhe kapacitet më të lartë të përpunimit të mostrave.
• Konsum më i ulët i tretësit: Kombinimi i ekstraktimit Soxhlet me ekstraktimin me ultratinguj sjell konsum më të ulët të tretësit. Kjo jo vetëm që kontribuon në kursimin e kostove, por edhe minimizon ndikimin në mjedis.
• Shumëllojshmëri përdorimesh: Ekstraktimi Sono-Soxhlet ka përdorime të shumta dhe mund të zbatohet në një gamë të gjerë matricash mostrash, përfshirë materiale bimore, produkte ushqimore, polimere dhe mostra mjedisore. Përshtatshmëria e tij e bën një mjet të vlefshëm në fusha të ndryshme shkencore, si fitokimia, kimia dhe analiza mjedisore.
• Kimia e gjelbër: Ekstraktimi Sono-Soxhlet përputhet me parimet e kimisë së gjelbër duke reduktuar mbetjet dhe konsumin e energjisë. Efikasiteti i tij dhe përdorimi më i ulët i tretësit kontribuojnë në procese ekstraktimi më miqësore me mjedisin.

Këto aspekte të dobishme të ekstraktimit Sono-Soxhlet kontribuojnë në përmirësimin e efikasitetit të procesit, të përdorimit të kohës dhe të energjisë, si dhe në përmirësimin e përputhshmërisë me mjedisin. Përparësitë kryesore të ekstraktimit Sono-Soxhlet bazohen në efikasitetin më të lartë të ekstraktimit, kohën më të shkurtër të përpunimit, konsumin më të ulët të tretësit, shumëllojshmërinë e përdorimeve dhe kontributin në kiminë e gjelbër.
Përfitoni nga ekstraktimi Soxhlet i përmirësuar me ultratinguj dhe na kontaktoni tani për më shumë informacion!

Literaturë / Referenca

• 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.

Fakte që ia vlen të dini

Homogjenizuesit ultrasonikë përdoren me sukses për qëllime ekstraktimi në laboratorë dhe në prodhimin industrial, p.sh. në industrinë farmaceutike dhe ushqimore, si dhe për kërkime dhe analiza biologjike. Gama e gjerë e pajisjeve ultrasonike të Hielscher mundëson ndërtimin e një konfigurimi optimal të procesit – që përmbush kërkesat e procesit për cilësi dhe sasi të lartë prodhimi.