超聲波提取原理詳細(xì)解析

文章摘自中國(guó)超聲學(xué)創(chuàng)始人應(yīng)崇福所著書(shū)，部分觀點(diǎn)均是源于國(guó)內(nèi)超聲提取分離行業(yè)的領(lǐng)軍人物所言。

第一： 什么是超聲波    

中國(guó)超聲學(xué)創(chuàng)始人說(shuō)：超聲是指頻率高于20khz的聲音，一般來(lái)說(shuō)人耳是聽(tīng)不見(jiàn)頻率高于20khz的聲音的，其實(shí)這只是一個(gè)大概的數(shù)，因?yàn)槊總�(gè)人的聽(tīng)力的范圍和能力是不一樣的。由于人的耳朵聽(tīng)不見(jiàn)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(cuò)誤的。例如：固體材料中的點(diǎn)陣運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)金屬片的相撞都能發(fā)出超聲。在自然界的動(dòng)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(gè)就是利用了超聲測(cè)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(kāi)超聲波時(shí)，超聲波在縱向傳播的時(shí)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(huì)改變植物的有效成分的。超聲振動(dòng)可引起組織細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，由于超聲的細(xì)微按摩，使細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)、整個(gè)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(shí)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(huì)變成熱能，并使其溫度升高，同時(shí)提取溶劑的溫度也有所升高。當(dāng)超聲強(qiáng)度一定時(shí)，溫度就不再隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)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(gè)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(huì)，拿個(gè)最簡(jiǎn)單的超聲波清洗機(jī)來(lái)說(shuō)，在常溫下打開(kāi)超聲波清洗機(jī)，不開(kāi)加熱系統(tǒng)，超聲一段時(shí)間后，清洗溶劑的溫度都能達(dá)到40度左右。這個(gè)根據(jù)每位客戶(hù)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(shí)，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(wú)數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)上千個(gè)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(shí)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(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程，因而不會(huì)改變被提取成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

通過(guò)以上超聲波的三種作用的力量，整個(gè)中藥材的植物細(xì)胞（動(dòng)物細(xì)胞）都被折騰的差不多了，那其中的有用成分還不趕快繳械投降，這樣通過(guò)超聲波的作用，其有效成分就能迅速溶解出來(lái)，為配合能讓有效成分迅速溶出，設(shè)備配備攪拌系統(tǒng)，讓其接受超聲波的作用更加均勻。安裝藥液循環(huán)系統(tǒng)，提取更充分，出料時(shí)，無(wú)油潔凈壓縮空氣沸騰技術(shù)，保證藥渣不堵等。