今天讓我們一起來(lái)了解一下超聲波提取機(jī)的原理是什么吧
產(chǎn)物成分提取工藝中，實(shí)現(xiàn)擊破細(xì)胞壁，高效、快速提取細(xì)胞內(nèi)容物的過(guò)程。超聲波自1830年*產(chǎn)生后，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療衛(wèi)生和家電等許多領(lǐng)域，表現(xiàn)為超聲提取、超聲干燥、超聲滅菌、超聲過(guò)濾、超聲清洗等方面。
超聲波提取機(jī)其中的超聲提取法是利用超聲波的空化作用、機(jī)械作用、熱效應(yīng)等以增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而提高目標(biāo)成分浸出率的方法。
它具有省時(shí)、節(jié)能、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種快速、高效的提取新方法，且提取中無(wú)加熱過(guò)程，可避免加熱因素引起的藥物成分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，能用于熱敏性成分的提取。超聲提取法在中藥質(zhì)量檢測(cè)的樣品處理中已廣泛使用。
近年來(lái)，其在中藥制劑提取工藝中的應(yīng)用，也越來(lái)越受到關(guān)注，取得了重要進(jìn)展。應(yīng)用在植物樣品提取中的超聲波，一般是由磁性材料經(jīng)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的，有效頻率一般在20-50kHz的范圍，現(xiàn)遍認(rèn)為其空化作用、熱效應(yīng)和機(jī)械作用是超聲技術(shù)在中藥提取中的三大理論依據(jù)。
1、空化作用
液體中往往存在一些真空的或含有少量氣體或蒸汽的小氣泡，這些小氣泡尺寸不一。當(dāng)一定頻率的超聲波作用于液體時(shí)，只有尺寸適宜的小泡能發(fā)生共振現(xiàn)象，大于共振尺寸的小泡被驅(qū)出液體外、小于共振尺寸的小泡在超聲作用下逐漸變大。
接近共振尺寸時(shí)，聲波的稀疏階段使小泡迅速脹大;在聲波的壓縮階段，小泡又突然被絕熱壓縮，直至湮滅。湮滅過(guò)程中，空穴內(nèi)溫度可達(dá)5000K以上(相當(dāng)于太陽(yáng)表面的溫度)，壓力達(dá)到1.013×105kPa以上(相當(dāng)于大洋底的壓力)，溫度變化率達(dá)109K/s，產(chǎn)生所謂的“熱點(diǎn)”。上述現(xiàn)象稱為空化現(xiàn)象。
在小泡脹大時(shí)，由于摩擦可產(chǎn)生電荷，在湮滅過(guò)程中可產(chǎn)生放電、發(fā)光現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)生速度高達(dá)1000m/ns的液體微射流。空化作用被用于清洗、霧化、乳化及促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)方面。
2、熱效應(yīng)
由于介質(zhì)吸收超聲波以及內(nèi)摩擦消耗，分子產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，超聲波的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的內(nèi)能，引起介質(zhì)溫度升高。
超聲波的強(qiáng)度愈大，產(chǎn)生的熱作用愈強(qiáng)。控制超聲強(qiáng)度，可使藥物組織內(nèi)部的溫度瞬間升高，加速有效成分的溶出，并且不改變成分的性質(zhì)。
3、機(jī)械作用
超聲波是機(jī)械振動(dòng)能量的傳播，可在液體中形成有效的攪動(dòng)與流動(dòng)，破壞介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，粉碎液體中的顆粒，能達(dá)到普通低頻機(jī)械攪動(dòng)達(dá)不到的效果。機(jī)械作用常用于擊碎、切割、凝聚等方面。
超聲波可以使常溫常壓不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)在空化作用下發(fā)生，甚至使非常堅(jiān)硬的固體被粉碎。控制一定的超聲頻率和強(qiáng)度，空化作用產(chǎn)生的壓力造成生物細(xì)胞壁及整個(gè)生物體破裂，而且整個(gè)破碎過(guò)程在瞬間完成，同時(shí)超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)作用加強(qiáng)了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解。被浸提的物質(zhì)在被破碎瞬間生物活性保持不變，同時(shí)提高破碎速度和提取率。
