Ультразвукова екстракція Сокслета

Ультразвук покращує традиційну екстракцію Сокслета. Екстракція Сокслета з ультразвуковою підтримкою, також відома як Sono-Soxhlet, призводить до вищих виходів і коротших часів екстракції. Ультразвукові зондові гомогенізатори Hielscher можна легко інтегрувати в будь-яку класичну установку для екстракції Сокслета.

Екстракція Сокслета за допомогою ультразвуку

Екстракція Сокслета – це часто використовуваний метод екстракції тверде-рідина, що застосовується в синтетичних або аналітичних лабораторіях і необхідний, коли бажана сполука має лише обмежену розчинність у розчиннику, а домішка є нерозчинною в цьому розчиннику. Коротко кажучи, принцип роботи екстракції Сокслета можна описати як рефлюкс на основі розчинника.
Ультразвук успішно інтегровано в екстракцію Сокслета для збільшення виходу та скорочення тривалості. Після завершення екстракції Сокслета розчинник видаляється (наприклад, за допомогою роторного випарника).

Проблеми традиційної екстракції Сокслета:

Традиційна екстракція Сокслета має суттєві недоліки через тривалу екстракцію та велику кількість використаного розчинника. Крім того, у традиційному екстракторі Сокслета відсутнє перемішування. Перемішування необхідне для прискорення процесу екстракції. Оскільки традиційні екстрактори Сокслета використовують великі кількості розчинника, подальше випаровування та концентрування вимагають багато енергії. Якість екстракту часто погіршується через тривалий час утримання екстрагованих сполук у нагрітій колбі установки для екстракції Сокслета. Термочутливі цільові сполуки розкладаються, оскільки матеріал піддається дії тепла точки кипіння розчинника протягом тривалої екстракції.

Рішення: Ультразвукова екстракція Сокслета

Потужний ультразвук збільшує масоперенесення між зразком і розчинником. Таким чином, потрібно менше розчинника. Тривалість екстракції різко скорочується, так що екстракти не піддаються тривалому нагріванню. Таким чином, небажане термічне розкладання екстракту уникається або принаймні значно зменшується.
Ультразвук можна легко інтегрувати в установку для екстракції Сокслета – або шляхом введення ультразвукового рогу (зонда, сонотрода) в камеру Сокслета, або шляхом ультразвукової обробки камери Сокслета опосередковано через стінку посудини. Ультразвукова екстракція Сокслета – також відома як Sono-Soxhlet – призводить до вищих виходів за коротший час екстракції в м’якших умовах екстракції.

Установки Sono-Soxhlet і Sono-Clevenger промислового масштабу з гомогенізатором UIP1000hdT
(©Vernes et al., 2020)

“Ультразвукова обробка як метод екстракції є ефективною технікою в порівнянні з методами рефлюксу для екстракції слідів органічних речовин із ґрунтів і осаду. Ультразвукові техніки екстракції показали, що вони генерують порівнянні або навіть більші кількості (Song et al., 2002) вуглеводнів, ніж інші техніки екстракції […]. Залежно від типу забруднювачів і матриці, ультразвукова обробка може мати перевагу швидших часів екстракції. Оптимізація параметрів ультразвукової екстракції, включаючи тип розчинника або склад розчинника, час екстракції, навантаження зразка та вміст води, часто необхідна для більш ефективної та відтворюваної екстракції (Berset et al., 1999). Техніки ультразвукової обробки зазвичай забезпечують відносно дешевий метод, використовуючи малі об’єми органічного розчинника без потреби в складному скляному обладнанні та приладах.”
[Oluseyi et al. 2011]

Переваги екстракції Sono-Soxhlet

Екстракція Sono-Soxhlet є варіантом традиційної техніки екстракції Сокслета, яка використовує ультразвук високої інтенсивності для покращення процесу екстракції. Техніка Sono-Soxhlet пропонує кілька переваг, підтверджених науковими дослідженнями та працями, серед яких:

• Підвищена ефективність екстракції: Екстракція Sono-Soxhlet підвищує ефективність екстракції шляхом руйнування клітинних стінок рослинних матеріалів або інших матриць зразків. Акустична кавітація, створена інтенсивними ультразвуковими хвилями, покращує масоперенесення та посилює проникнення розчинника в зразок, тим самим збільшуючи вихід екстрагованих сполук.
• Скорочений час екстракції: Екстракція Sono-Soxhlet значно скорочує час екстракції порівняно з традиційною екстракцією Сокслета. Оскільки ультразвук сприяє швидшому масоперенесенню та дифузії, екстракція аналітів і ботанічних сполук вимагає лише короткої обробки. Коротша тривалість екстракції також означає вищу пропускну здатність.
• Знижене споживання розчинника: Поєднання екстракції Сокслета та ультразвукової екстракції призводить до зниженого споживання розчинника. Це не лише сприяє економії коштів, але й мінімізує вплив на навколишнє середовище.
• Універсальність застосування: Екстракція Sono-Soxhlet є універсальною і може застосовуватися до широкого спектру матриць зразків, включаючи рослинні матеріали, харчові продукти, полімери та зразки навколишнього середовища. Її адаптивність робить її цінним інструментом у різних наукових галузях, таких як фітохімія, хімія та аналіз навколишнього середовища.
• Зелена хімія: Екстракція Sono-Soxhlet відповідає принципам зеленої хімії, зменшуючи відходи та споживання енергії. Її ефективність і зменшене використання розчинника сприяють більш екологічно чистим процесам екстракції.

Ці корисні аспекти екстракції Sono-Soxhlet сприяють покращенню ефективності процесу, ефективності часу та енергії, а також екологічності. Основні переваги екстракції Sono-Soxhlet базуються на підвищеній ефективності екстракції, скороченому часі обробки, зниженому споживанні розчинника, універсальності та внеску в зелену хімію.
Скористайтеся перевагами покращеної ультразвуком екстракції Сокслета та зв’яжіться з нами зараз для отримання додаткової інформації!

Література / Посилання

• 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.

Факти, які варто знати

Ультразвукові гомогенізатори успішно використовуються для цілей екстракції в лабораторіях та для промислового виробництва, наприклад, у фармацевтичній та харчовій промисловості, а також для біологічних досліджень і аналізу. Широкий асортимент продукції ультразвукових пристроїв Hielscher дозволяє зібрати оптимальну установку процесу, що відповідає вимогам процесу для високої якості та продуктивності.