超聲波提取原理詳細(xì)解析
文章摘自中國超聲學(xué)創(chuàng)始人應(yīng)崇福所著書，部分觀點(diǎn)均是源于國內(nèi)超聲提取分離行業(yè)的領(lǐng)軍人物所言。
*一： 什么是超聲波
中國超聲學(xué)創(chuàng)始人說：超聲是指頻率高于20khz的聲音，一般來說人耳是聽不見頻率高于20khz的聲音的，其實(shí)這只是一個大概的數(shù)，因為每個人的聽力的范圍和能力是不一樣的。由于人的耳朵聽不見超聲部分，似乎超聲波在自然界中不常出現(xiàn)，這種理解是錯誤的。例如：固體材料中的點(diǎn)陣運(yùn)動，兩個金屬片的相撞都能發(fā)出超聲。在自然界的動物中發(fā)出超聲最出名的是蝙蝠，它能夠在漆黑狹窄的黑洞中自由穿梭，這個就是利用了超聲測距的原理。
第二:超聲波的幾大特性在超聲提取中的應(yīng)用原理
1、機(jī)械效應(yīng)。
超聲波在提取溶劑中產(chǎn)生的效應(yīng)。當(dāng)把物料投入到提取罐中，打開超聲波時，超聲波在縱向傳播的時候，它可以引起提取的中藥材植物細(xì)胞的一些反應(yīng)，這些反應(yīng)都是物理變化，不會改變植物的有效成分的。超聲振動可引起組織細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動，由于超聲的細(xì)微按摩，使細(xì)胞質(zhì)流動、整個細(xì)胞發(fā)生微震蕩、旋轉(zhuǎn)、摩擦、從而產(chǎn)生細(xì)胞按摩的作用，使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使得植物細(xì)胞的細(xì)胞壁變的松軟，再給以適當(dāng)?shù)臅r間的超聲機(jī)械波的作用，植物細(xì)胞的細(xì)胞壁就能破裂，溶出到有機(jī)溶劑中。
2、熱效應(yīng)。
由于生物組織具有聲吸收的特性，射入生物組織的部分超聲能量，將會變成熱能，并使其溫度升高，同時提取溶劑的溫度也有所升高。當(dāng)超聲強(qiáng)度一定時，溫度就不再隨著超聲時間的延長而上升，而是溫度上升的變化趨于0，基本上就不在變化。從這個方面我們也可以了解到，如果提取某種中藥材的工藝要求溫度不是太高的話，利用超聲波的熱效應(yīng)也能夠完全實(shí)現(xiàn)，這點(diǎn)本人有親身體會，拿個最簡單的超聲波清洗機(jī)來說，在常溫下打開超聲波清洗機(jī)，不開加熱系統(tǒng)，超聲一段時間后，清洗溶劑的溫度都能達(dá)到40度左右。這個根據(jù)每位客戶的提取工藝的具體實(shí)際情況。
3、空化效應(yīng)。
超聲波提取技術(shù)提取中藥有效成分時，首先在液體介質(zhì)中產(chǎn)生特有的空化效應(yīng)，即不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)上千個大氣壓的微小氣泡，并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)沖擊波而作用于中藥材上，促使藥材植物細(xì)胞破壁或變形，并在溶劑中瞬時產(chǎn)生的空化泡的作用下發(fā)生崩潰而破裂，這樣溶劑便很容易地滲透到細(xì)胞內(nèi)部，使細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)成分溶解于溶劑中。由于超聲波破碎過程是一個物理過程，因而不會改變被提取成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 |
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