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超聲波萃取技術原理

 發布時間:2014-01-16 點擊量:1247

超聲波提取技術
       超聲波是指頻率為20千赫~50兆赫的機械波,傳播時需要有能量的載體介質。超聲波在傳遞時出現正負壓強變換的周期,在正位時,介質分子會受到擠壓,介質 原來的密度增加;負相位時,介質分子稀疏、離散,介質密度減小。所以,超聲波並不是使樣品內的分子產生極化,而是在溶劑和樣品之間產生聲波空化作用,導致 溶液內形成氣泡、增長和爆破壓縮,使固體樣品分散,增大樣品與萃取溶劑之間的接觸麵積,提高目標物從固相轉移到液相的傳質速率。在工業應用方麵,利用超聲 波進行清洗、幹燥、殺菌、霧化及無損檢測等,是一種非常成熟且有廣泛應用的技術。 
超聲波萃取的原理 
  超聲波萃取中藥材的優越性,是基於超聲波的特殊物理性質。主要是主要通過壓電換能器產生的快速機械振動波來減少目標萃取物與樣品基體之間的作用力從而實現固--液萃取分離。 
(1)加速介質質點運動。高於20 KHz聲波頻率的超聲波的連續介質(例如水)中傳播時,根據惠更斯波動原理,在其傳播的波陣麵上將引起介質質點(包括藥材重要效成分的質點)的運動,使介 質質點運動獲行巨大的加速度和動能。質點的加速度經計算一般可達重力加速度的二千倍以上。由於介質質點將超聲波能量作用於藥材中藥效成分質點上而使之獲得 巨大的加速度和動能,迅速逸出藥材基體而遊離於水中。(2)空化作用。超聲波在液體介質中傳播產生特殊的“空化效應”,“空化效應”不斷產生無數內部壓力 達到上千個大氣壓的微氣穴並不斷“爆破”產生微觀上的強大衝擊波作用在中藥材上,使其中藥材成分物質被“轟擊”逸出,並使得藥材基體被不斷剝蝕,其中不屬 於植物結構的藥效成分不斷被分離出來。加速植物有效成份的浸出提取。 (3)超聲波的振動勻化(Sonication)使樣品介質內各點受到的作用一致, 使整個樣品萃取更均勻。 
  綜上所述,中藥材中的藥效物質在超聲波場作用下不但作為介質質點獲得自身的巨大加速度和動能,而且通過“空化效應”獲得強大的外力衝擊,所以能率並充分分離出來。