Extractor Soxhlet

Un extractor Soxhlet es un aparato de laboratorio inventado en 1879 por Franz von Soxhlet. Fue diseñado originalmente para la extracción de un lípido de un material sólido. Típicamente, la extracción Soxhlet se utiliza cuando el compuesto deseado tiene una solubilidad limitada en un disolvente, y la impureza es insoluble en ese disolvente. Permite una operación no supervisada y no gestionada mientras se recicla eficientemente una pequeña cantidad de disolvente para disolver una mayor cantidad de material.

William B. Jensen señala que el primer ejemplo de un extractor continuo es la evidencia arqueológica de un extractor de agua caliente de la Mesopotamia para materia orgánica que data aproximadamente del 3500 a.C. El mismo mecanismo está presente en la copa pitagórica. Antes de Soxhlet, el químico francés Anselme Payen también fue pionero en la extracción continua en la década de 1830.

Historia

En química la mayoría de los aparatos son bastante aburridos de ver. No hay mucho que ver. Un condensador, bueno, sólo condensa. Una pipeta entrega sus alícuotas. Pero una pieza de cristal se destaca por su capacidad de atraer a una multitud: el extractor Soxhlet.

Consistente en un depósito de vidrio que se encuentra entre un matraz inferior en el fondo y un condensador en la parte superior, el Soxhlet permite extraer productos químicos de una muestra sólida en un líquido, dejando atrás impurezas insolubles. Inteligentemente, utiliza un pequeño volumen de disolvente una y otra vez. 

La configuración básica se muestra a la derecha. Dentro del depósito se encuentra un filtro en forma de dedal en el que se coloca la muestra al comienzo del procedimiento. El disolvente se calienta desde su posición inicial en el frasco inferior. A medida que el disolvente hierve, el condensador (con flujo de agua fría) lo devuelve para que gotee constantemente en el dedal. Esto permite extraer los componentes solubles de la muestra. 

La parte inteligente del diseño es la presencia de un tubo sifón en el lado del extractor. A medida que el disolvente llena el depósito, también se eleva en el sifón hasta que éste se desborda. De repente, como por arte de magia, el depósito se descarga, como un retrete, arrastrando el disolvente y el precioso extracto hasta el fondo, un acontecimiento a menudo acompañado de alegres aclamaciones de los, sin duda más bien empollones, espectadores. El ciclo comienza de nuevo una vez que el disolvente vuelve a hervir. El depósito de extracción se mantiene caliente colocándolo directamente sobre el matraz de disolvente calentado, lo que aumenta la eficacia del dispositivo.

El extractor Soxhlet lleva el nombre de Franz Ritter von Soxhlet, un químico alemán de extracción belga nacido el 12 de enero de 1848 en Brünn (actualmente Brno en la República Checa). Estudió química en Leipzig, donde se doctoró y luego se convirtió en asistente del Instituto de Química Agrícola y Animal. Se trasladó a Viena al año siguiente y permaneció allí hasta 1879, cuando se convirtió en profesor de Fisiología Animal y Lácteos en la “Escuela Superior” de Agricultura de Múnich. Permaneció en Múnich hasta su muerte el 5 de mayo de 1926, a la edad de 78 años.

Franz von Soxhlet
Franz von Soxhlet, inventor del extractor que lleva su nombre

Gran parte de su carrera de investigación se dedicó a investigar las propiedades de la leche. Fue el primero en describir la lactosa y en separar las principales proteínas de la leche: caseína, albúmina, lactoproteína y globulina. En 1886 Soxhlet fue el primero en sugerir que el recientemente inventado proceso de pasteurización se aplicara a la leche, y cinco años más tarde desarrolló un sencillo dispositivo de esterilización (pasteurización) que podía utilizarse en los biberones. 

Fue en Viena donde inventó su dispositivo para extraer los componentes lipofílicos (grasas) de los sólidos de la leche. En 1879 publicó un artículo, Die gewichtsanalytische Bestimmung des Milchfettes, en el Dingler’s Polytechnisches Journal, en el que describía su nuevo extractor. 

Se popularizó rápidamente y se utilizó ampliamente en la química, la bioquímica, las industrias alimentaria, plástica y petrolera, en cualquier lugar que requiriera extracciones exhaustivas, y los Soxhlets se instalaban a menudo en baterías que se descargaban sin cesar.

Pero el chiste es que, en muchos laboratorios, donde el Soxhlet sólo se usa ocasionalmente, este dispositivo sorprendentemente simple que ahorra trabajo es el mismo que detiene el trabajo de laboratorio mientras todos se reúnen para ver la acción.

Descripción y funcionamiento de un extractor Soxhlet

Un extractor Soxhlet tiene tres secciones principales: un percolador (caldera y reflujo) que hace circular el disolvente, un dedal (generalmente de papel de filtro grueso) que retiene el sólido a extraer, y un mecanismo de sifón, que vacía periódicamente el dedal.

  • El material de origen que contiene el compuesto a extraer se coloca dentro del dedal.
  • El dedal se carga en la cámara principal del extractor Soxhlet.
  • El disolvente de extracción a utilizar se coloca en un matraz de destilación.
  • El frasco se coloca sobre el elemento calefactor.
  • El extractor Soxhlet se coloca encima del frasco.
  • Se coloca un condensador de reflujo sobre el extractor.
Animación del funcionamiento de un extractor Soxhlet

El disolvente se calienta hasta el reflujo. El vapor de disolvente viaja por un brazo de destilación, e inunda la cámara que alberga el dedal de sólido. El condensador asegura que cualquier vapor de disolvente se enfríe, y gotea de nuevo hacia abajo en la cámara que alberga el material sólido. La cámara que contiene el material sólido se llena lentamente con el disolvente caliente. Parte del compuesto deseado se disuelve en el disolvente caliente. Cuando la cámara Soxhlet está casi llena, la cámara se vacía con el sifón. El disolvente se devuelve al frasco de destilación. El dedal asegura que el rápido movimiento del disolvente no transporta ningún material sólido al pote de la calma. Se puede permitir que este ciclo se repita muchas veces, durante horas o días.

Durante cada ciclo, una porción del compuesto no volátil se disuelve en el disolvente. Después de muchos ciclos el compuesto deseado se concentra en el matraz de destilación. La ventaja de este sistema es que, en lugar de pasar muchas porciones de disolvente caliente a través de la muestra, sólo se recicla un lote de disolvente.

Después de la extracción, el disolvente es eliminado, típicamente por medio de un evaporador rotativo, produciendo el compuesto extraído. La porción no soluble del sólido extraído permanece en el dedal, y normalmente se desecha.

Para más información Classic Kit: Soxhlet extractor