Ultrasonik Soxhlet Ekstraksiyonu

Ultrasonikler, geleneksel Soxhlet ekstraksiyonunu geliştirir. Sono-Soxhlet olarak da bilinen ultrasonik destekli Soxhlet, ekstraksiyon daha yüksek verim ve daha kısa ekstraksiyon sürelerine yol açar. Hielscher prob tipi sonikatörler, herhangi bir klasik Soxhlet çıkarıcı kurulumuna kolayca entegre edilebilir.

Ultrasonication kullanarak Soxhlet Ekstraksiyonu

Soxhlet ekstraksiyonu, sentetik veya analitik laboratuvarda kullanılan sıklıkla kullanılan bir katı-sıvı ekstraksiyon yöntemidir ve istenen bir bileşik bir çözücüde yalnızca sınırlı bir çözünürlük gösterdiğinde ve safsızlık bu çözücüde çözünmediğinde gereklidir. Kısaca Soxhlet ekstraksiyonunun çalışma prensibi solvent bazlı reflü olarak tanımlanabilir.
Ultrason, verimi artırmak ve süreyi kısaltmak için Soxhlet ekstraksiyonuna başarıyla entegre edilmiştir. Soxhlet ekstraksiyonu tamamlandığında, çözücü uzaklaştırılır (örn. bir döner buharlaştırıcı kullanılarak).

Konvansiyonel Soxhlet Ekstraksiyonu ile İlgili Sorunlar:

Geleneksel Soxhlet ekstraksiyonu, uzun ekstraksiyon süresi ve kullanılan büyük miktarda çözücü nedeniyle büyük dezavantajlara sahiptir. Ayrıca, geleneksel bir Soxhlet çıkarıcı ajitasyondan yoksundur. Ekstraksiyon işlemini hızlandırmak için ajitasyon gereklidir. Konvansiyonel Soxhlet ekstraktörleri büyük miktarlarda solvent kullandığından, müteakip buharlaşma ve konsantrasyon çok fazla enerji gerektirir. Ekstrakt kalitesi, ekstrakte edilen bileşiklerin Soxhlet ekstraksiyon kurulumunun ısıtılmış ampulünde uzun tutma süresinden genellikle olumsuz etkilenir. Termo-kararsız hedef bileşikler, malzeme uzun ekstraksiyon süresi boyunca çözücünün kaynama noktasının ısısına maruz kaldıkça ayrışır.

Çözüm: Ultrasonik Soxhlet Ekstraksiyonu

Güçlü ultrason, numune ve çözücü arasındaki kütle transferini artırır. Böylece daha az solvent gerekir. Ekstraksiyon süresi, ekstraktların uzun süre ısıya maruz kalmaması için büyük ölçüde kısaltılır. Böylece, ekstraktın istenmeyen termal ayrışması önlenir veya en azından önemli ölçüde azaltılır.
Ultrason, bir Soxhlet ekstraksiyon kurulumuna kolayca entegre edilebilir – ya ultrasonik kornayı (prob, sonotrot) Soxhlet odasına sokarak ya da Soxhlet odasını dolaylı olarak damar duvarından sonikasyon yoluyla. Ultrasonik Soxhlet ekstraksiyonu – Sono-Soxhlet olarak da bilinir – daha hafif ekstraksiyon koşulları altında daha kısa ekstraksiyon süresi içinde daha yüksek verim ile sonuçlanır.

Endüstriyel ölçekli Sono-Soxhlet ve Sono-Clevenger kurulumları Sonikatör UIP1000hdT
(©Vernes ve diğerleri, 2020)

“Bir ekstraksiyon yöntemi olarak ultrasonikasyon, toprak ve çökeltilerden eser organikleri çıkarmak için reflü yöntemleriyle karşılaştırıldığında etkili bir tekniktir. Ultrasonik ekstraksiyon tekniklerinin, diğer ekstraksiyon tekniklerinden daha karşılaştırılabilir veya daha büyük miktarlarda (Song ve diğerleri, 2002) hidrokarbon ürettiği kanıtlanmıştır […]. Kirleticilerin ve matrisin türüne bağlı olarak, sonikasyon daha hızlı ekstraksiyon sürelerinin avantajına sahip olabilir. Çözücü türü veya çözücü bileşimi, ekstraksiyon süresi, numune yükü ve su içeriği dahil olmak üzere ultrasonik ekstraksiyon parametrelerinin optimizasyonu, daha verimli ve tekrarlanabilir ekstraksiyonlar için birçok kez gereklidir (Berset ve diğerleri, 1999). Ultrasonikasyon teknikleri genellikle ayrıntılı cam eşya ve enstrümantasyona ihtiyaç duymadan küçük hacimli organik çözücü kullanarak nispeten düşük maliyetli bir yöntem sağlar.”
[Oluseyi ve ark. 2011]

Sono-Soxhlet Ekstraksiyonunun Avantajları

Sono-Soxhlet ekstraksiyonu, ekstraksiyon işlemini geliştirmek için yüksek yoğunluklu ultrason içeren geleneksel Soxhlet ekstraksiyon tekniğinin bir çeşididir. Sono-Soxhlet tekniği, bilimsel araştırma ve çalışmalarla desteklenen ve aşağıdakileri içeren çeşitli avantajlar sunar:

• Artan ekstraksiyon verimliliği: Sono-Soxhlet ekstraksiyonu, bitki materyallerinin veya diğer numune matrislerinin hücre duvarlarını parçalayarak ekstraksiyonun verimliliğini artırır. Yoğun ultrasonik dalgalar tarafından oluşturulan akustik kavitasyon, kütle transferini iyileştirir ve çözücünün numuneye nüfuz etmesini arttırır, böylece ekstrakte edilen bileşiklerin verimini arttırır.
• Azaltılmış ekstraksiyon süresi: Sono-Soxhlet ekstraksiyonu, geleneksel Soxhlet ekstraksiyonuna kıyasla ekstraksiyon süresini önemli ölçüde azaltır. Ultrason daha hızlı kütle transferini ve difüzyonunu desteklediğinden, analitlerin ve botanik bileşiklerin ekstraksiyonu sadece kısa bir tedavi gerektirir. Daha kısa ekstraksiyon süresi, daha yüksek verim kapasiteleri anlamına da gelir.
• Daha düşük solvent tüketimi: Soxhlet ve ultrasonik ekstraksiyonun kombinasyonu, solvent tüketiminin azalmasına neden olur. Bu sadece maliyet tasarrufuna katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda çevresel etkiyi de en aza indirir.
• Uygulama Çok Yönlülüğü: Sono-Soxhlet ekstraksiyonu çok yönlüdür ve bitki materyalleri, gıda ürünleri, polimerler ve çevresel numuneler dahil olmak üzere çok çeşitli numune matrislerine uygulanabilir. Uyarlanabilirliği, onu fitokimya, kimya ve çevre analizi gibi çeşitli bilimsel alanlarda değerli bir araç haline getirir.
• Yeşil Kimya: Sono-Soxhlet ekstraksiyonu, atık ve enerji tüketimini azaltarak yeşil kimya ilkeleriyle uyumludur. Verimliliği ve azaltılmış solvent kullanımı, daha çevre dostu ekstraksiyon işlemlerine katkıda bulunur.

Sono-Soxhlet ekstraksiyonunun bu faydalı yönleri, gelişmiş proses verimliliğine, zaman ve enerji verimliliğine ve aynı zamanda çevre dostu olmasına katkıda bulunur. Sono-Soxhlet ekstraksiyonunun ana avantajları, artan ekstraksiyon verimliliğine, azaltılmış işlem süresine, daha düşük solvent tüketimine, çok yönlülüğe ve yeşil kimyaya katkıya dayanmaktadır.
Ultrasonik olarak geliştirilmiş Soxhlet ekstraksiyonundan yararlanın ve daha fazla bilgi için bizimle iletişime geçin!

Literatür / Referanslar