دستگاه سوکسله چیست؟ اجزای دستگاه سوکسله؟

دستگاه سوکسله (Soxhlet extractor) یک ابزار آزمایشگاهی است که به منظور استخراج یک ترکیب خاص از یک نمونه جامد به کار می‌رود. این دستگاه اولین بار در سال 1879 توسط شیمیدانی به نام "فرانتس فون سوکسله" ابداع شد و به طور گسترده در شیمی تجزیه، صنایع غذایی و داروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً از روش سوکسله زمانی استفاده می‌شود که ترکیب مورد نظر در حلال به میزان کمی محلول باشد و در عین حال ناخالصی‌های غیرقابل حل در حلال وجود داشته باشد. این روش به شما اجازه می‌دهد تا با حداقل مصرف حلال، مقدار زیادی از مواد را به صورت کارآمد استخراج کنید.

اجزای اصلی دستگاه سوکسله

محفظه‌ی استخراج: که حاوی نمونه جامد است.

کندانسور: که بخار حلال را تقطیر کرده و آن را به صورت مایع برمی‌گرداند.

بالون حرارتی: که حلال در آن قرار گرفته و گرم می‌شود تا بخار شود.

نحوه‌ی عملکرد

حلال به کمک گرما به جوش می‌آید و بخار آن از طریق یک لوله به کندانسور منتقل می‌شود. بخار حلال در کندانسور به مایع تبدیل شده و به محفظه حاوی نمونه جامد می‌ریزد. حلال مایع به تدریج ترکیب قابل حل را از نمونه استخراج کرده و سپس به بالون حرارتی برمی‌گردد. این فرآیند به صورت مداوم تکرار می‌شود تا حداکثر میزان استخراج به دست آید. این روش به دلیل بازدهی بالا و امکان استفاده مجدد از حلال، در مقایسه با روش‌های سنتی استخراج بسیار کارآمدتر است.

برای خرید دستگاه سوکسله از بن افزار با شماره‌ی  02144250600تماس بگیرید.

روش استخراج سوکسله

آماده‌سازی نمونه:

• نمونه‌های رسوب یا خاک باید کاملاً ریز شده و آب اضافی از آن‌ها جدا شود. اجسام خارجی مانند چوب، برگ یا سنگ نیز باید حذف شوند.
• نمونه‌های زباله چند فازی، باید قبل از استخراج، توسط روش‌های مناسب جداسازی فاز آماده شوند.
• نمونه‌های خشک که قابلیت آسیاب شدن دارند باید ریز شوند تا اندازه کافی کوچک شده و سطح بیشتری از نمونه برای استخراج فراهم شود.
• مواد چسبناک یا الیافی نباید خرد شوند، زیرا این امر می‌تواند فرآیند استخراج را مختل کند.
1. مراحل کار:
• نمونه آماده‌شده در کاغذ صافی پیچیده و در استوانه قرار می‌گیرد.
• بخارهای حلال که در فلاسک تقطیر تولید می‌شوند به استوانه بالایی هدایت می‌شوند، از کاغذ صافی عبور کرده و وارد کندانسور می‌شوند.
• حلال بخار شده از طریق لوله رفلاکس به استوانه مواد جامد برمی‌گردد و در آنجا به آرامی پر می‌شود و ترکیب مورد نظر در حلال گرم حل می‌شود.
• پس از پر شدن استوانه، سیفون عمل تخلیه را انجام داده و حلال را به فلاسک تقطیر باز می‌گرداند.
• این چرخه ممکن است چندین بار، بسته به نیاز استخراج، تکرار شود و در هر چرخه مقداری از ترکیب غیر فرار در حلال حل می‌شود.

مزایا: این فرآیند به شما امکان می‌دهد بدون نیاز به استفاده مکرر از مقادیر زیاد حلال، ترکیبات مورد نظر را به طور متمرکز در فلاسک تقطیر جمع‌آوری کنید. پس از اتمام استخراج، حلال با استفاده از دستگاه تبخیر دوار (rotary evaporator) حذف شده و ترکیب استخراج شده به دست می‌آید.

 انواع دستگاه سوکسله

دستگاه‌های سوکسله بسته به نیازها و نوع کاربرد در صنایع و آزمایشگاه‌ها به چند نوع تقسیم می‌شوند. این انواع در طراحی و کارکرد تفاوت‌هایی دارند تا بتوانند شرایط مختلف استخراج را بهینه کنند. در ادامه به برخی از انواع دستگاه سوکسله اشاره می‌شود:

1.سوکسله کلاسیک (سنتی):

این نوع، دستگاه استاندارد و رایجی است که برای استخراج مواد شیمیایی از نمونه‌های جامد استفاده می‌شود. دارای محفظه نمونه (Thimble)، فلاسک تقطیر، و کندانسور برای جمع‌آوری و تقطیر مجدد حلال است. این نوع بیشتر در آزمایشگاه‌ها برای استخراج مواد با حلال‌های آلی استفاده می‌شود.

2.سوکسله تمام اتوماتیک:

این نوع دستگاه به‌صورت خودکار تمام مراحل استخراج، تقطیر و بازیافت حلال را انجام می‌دهد. در این دستگاه، نیازی به دخالت دستی در تنظیم زمان‌ها یا مراحل نیست. این نوع بیشتر در صنایع و تحقیقات بزرگ استفاده می‌شود که به استخراج‌های طولانی و دقیق نیاز دارند.

3.سوکسله نیمه‌اتوماتیک:

دستگاه نیمه‌اتوماتیک، مشابه سوکسله کلاسیک است ولی با چند ویژگی اضافی که بعضی مراحل را به صورت اتوماتیک انجام می‌دهد، مانند پر کردن محفظه یا جمع‌آوری حلال. این نوع برای کسانی که نیاز به دقت بالاتر و صرفه‌جویی در زمان دارند مناسب است.

4.سوکسله میکرو(Micro Soxhlet):

این دستگاه برای استخراج نمونه‌های بسیار کوچک طراحی شده است. برای آزمایش‌های میکرو که مقدار کمی از ماده جامد برای استخراج وجود دارد، مناسب است. اندازه کوچکتر این دستگاه باعث کاهش مصرف حلال و افزایش دقت استخراج در مقیاس‌های کوچک می‌شود.

5.سوکسله بزرگ(Macro Soxhlet):

این نوع دستگاه برای استخراج در مقیاس‌های بزرگ‌تر و صنعتی استفاده می‌شود. دستگاه‌های سوکسله ماکرو توانایی استخراج مقادیر زیادی از مواد جامد را دارند و برای استفاده در صنایع غذایی، داروسازی و دیگر حوزه‌های صنعتی کاربرد دارد.

6.سوکسله با فشار بالا:

این دستگاه برای استخراج تحت فشار بالا طراحی شده است که سرعت فرآیند استخراج را افزایش می‌دهد و به استخراج بهتر ترکیبات سخت‌حل شونده کمک می‌کند. معمولاً در صنایعی که نیاز به استخراج سریع و دقیق دارند، استفاده می‌شود.

7.سوکسله با قابلیت چندگانه(Multifunctional Soxhlet):

این نوع دستگاه دارای ویژگی‌هایی برای استخراج چندین نمونه به‌صورت همزمان است. این دستگاه‌ها برای استفاده در محیط‌هایی با نیاز به استخراج موازی و کاهش زمان کل استخراج طراحی شده‌اند.

هر کدام از این دستگاه‌ها بر اساس نیازهای خاص کاربردهای متفاوتی دارند و انتخاب آن‌ها بسته به نوع ماده، حلال، و شرایط استخراج تعیین می‌شود.

گزارش کار دستگاه سوکسله

 عنوان آزمایش: استخراج ترکیبات محلول از یک نمونه جامد با استفاده از دستگاه سوکسله

هدف آزمایش: هدف این آزمایش استخراج ترکیب‌های قابل حل از یک نمونه جامد به کمک حلال مناسب و دستگاه سوکسله است. این روش برای استخراج کامل ترکیبات مورد نظر و بازیافت حلال استفاده می‌شود.

مواد و وسایل مورد نیاز

دستگاه سوکسله (شامل کندانسور، استوانه Thimble، فلاسک تقطیر)، حلال (معمولاً اتانول، هگزان یا متانول بسته به نوع ماده)، نمونه جامد (مانند دانه‌های روغنی، گیاهان، یا پودرهای مواد شیمیایی)، کاغذ صافی (برای قرار دادن نمونه)، دستگاه گرمایشی (هیتر یا پلیت گرم‌کن)، دستگاه تبخیر دوار (rotary evaporator) برای جداسازی حلال از ترکیب استخراج شده، ترازو برای اندازه‌گیری دقیق نمونه و ترکیب استخراج شده.

آماده‌سازی نمونه

ابتدا نمونه جامد را کاملاً خرد کرده و به ذرات ریز تبدیل کنید تا سطح تماس بیشتری با حلال داشته باشد.

مقدار مشخصی (10 گرم یا بیشتر بسته به حجم دستگاه) از نمونه را وزن کرده و داخل کاغذ صافی قرار دهید.

کاغذ صافی حاوی نمونه را داخل استوانه Thimble دستگاه سوکسله قرار دهید.

راه‌اندازی دستگاه

فلاسک تقطیر را با مقدار کافی از حلال (مانند اتانول یا هگزان) پر کنید. معمولاً حجم حلال به اندازه‌ای است که بتواند حداقل چند چرخه تقطیر را پوشش دهد.

فلاسک تقطیر را به قسمت پایینی دستگاه سوکسله متصل کنید و محفظه نمونه را در بخش بالایی دستگاه قرار دهید.

کندانسور را به بخش بالایی دستگاه متصل کرده و جریان آب سرد را برای خنک‌سازی راه‌اندازی کنید.

شروع فرآیند استخراج

دستگاه گرمایشی را روشن کرده و فلاسک تقطیر را تا دمای جوش حلال گرم کنید.

بخار حلال از فلاسک تقطیر به سمت کندانسور حرکت کرده و پس از خنک‌شدن به محفظه Thimble می‌ریزد و از میان نمونه جامد عبور می‌کند.

حلال، ترکیب‌های قابل حل را از نمونه استخراج می‌کند و پس از پر شدن محفظه، به فلاسک تقطیر بازمی‌گردد.

این چرخه چندین بار تکرار می‌شود تا حلال تمامی ترکیب‌های محلول را از نمونه استخراج کند.

پایان فرآیند

پس از تکمیل چندین چرخه و اطمینان از استخراج کامل، دستگاه را خاموش کنید و اجازه دهید سیستم به‌طور کامل خنک شود.

فلاسک تقطیر را از دستگاه جدا کنید و محلول حلال و ترکیب استخراج شده را با استفاده از دستگاه تبخیر دوار (Rotary Evaporator) تبخیر کنید تا حلال جدا شده و تنها ترکیب مورد نظر باقی بماند.

اندازه‌گیری و ثبت نتایج

ترکیب استخراج شده را وزن کنید و نتایج را ثبت کنید.

نتایج را با مقدار اولیه نمونه مقایسه کنید تا میزان استخراج (بازده) محاسبه شود.

مشاهدات

در طی آزمایش، مشاهده شد که با هر چرخه، حلال به‌آرامی از نمونه عبور کرده و رنگ حلال در فلاسک تقطیر تغییر کرد که نشان‌دهنده استخراج ترکیبات محلول است.

پس از چند چرخه، رنگ حلال به تدریج روشن‌تر شد که به معنای کاهش میزان ترکیبات قابل استخراج در نمونه بود.

نتیجه گیری

دستگاه سوکسله (Soxhlet) یک ابزار کارآمد و رایج در آزمایشگاه‌های شیمی و صنایع مختلف است که امکان استخراج ترکیبات خاص از مواد جامد را با استفاده از حداقل مقدار حلال فراهم می‌کند. این دستگاه به دلیل طراحی منحصر به فرد خود، فرآیند استخراج را به صورت خودکار و پیوسته انجام داده و منجر به کاهش اتلاف حلال و افزایش بازدهی می‌شود.

روش سوکسله به‌ویژه در مواردی که حلالیت ترکیبات مورد نظر محدود است یا ناخالصی‌های غیرمحلول وجود دارد، مفید است. با استفاده از این روش، می‌توان به صورت کارآمد و مداوم مواد شیمیایی را استخراج کرد و به دلیل قابلیت بازیافت حلال، این روش از نظر اقتصادی و محیطی مقرون به صرفه است.

در نهایت، دستگاه سوکسله به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در فرآیندهای استخراج، در حوزه‌های مختلف علمی و صنعتی به‌ویژه در داروسازی، شیمی تجزیه و صنایع غذایی جایگاه ویژه‌ای دارد.