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超声波萃取原理及应用

超声波萃取原理及应用

超声波萃取仪又称超声辅助提取仪和超声提取仪。它利用超声波辐射压力产生的强空化效应、扰动效应、高加热速度、破碎搅拌效应等多层次效应,提高材料分子运动的频率和速度,增加溶剂的渗透性,从而加速目标组分进入溶剂,促进萃取过程。

超声波萃取仪通过超声换能器产生快速的机械振动波。利用超声波的能量,增强了超声波作用的均匀性,增大了声强,使颗粒的边界层变薄,外表面脱落,颗粒破碎,超声波破碎细胞外壁,使组织细胞壁中的物质自由溶解,并将物质中的有效成分溶解在溶剂过程中,减小目标提取物与样品基质之间的作用力,从而实现固液萃取分离,提高有效成分的萃取率。

超声波萃取仪在医药领域的应用分析:

(1) 加速介质粒子的运动。当超声波在频率大于20khz的连续介质(如水)中传播时,根据惠更斯波原理,介质颗粒(包括药材重要有效成分的颗粒)在传播的波前会产生运动,从而使介质粒子的运动获得巨大的加速度和动能。一般来说,粒子的加速度可以是重力加速度的两千倍以上。由于超声波能通过介质颗粒作用于中药有效成分上,可获得巨大的加速度和动能,并能迅速逃离中药基质而游离于水中。

(2) 气蚀。超声波在液体介质中的传播产生特殊的“空化效应”。“空化效应”不断产生大量的微气穴,内压达到数千大气压,“爆破”不断对中药材产生强大的微冲击波,使中药材成分通过“轰击”逃逸,并使不属于植物结构的中草药基质不断剥落,药物的活性成分不断分离。加速植物有效成分的提取。

(3) 超声波的振动均匀化使样品介质中的所有点都具有相同的效果,使整个样品的提取更加均匀。综上所述,在超声波场的作用下,中药中的有效物质不仅以介质颗粒的形式获得自身巨大的加速度和动能,而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击,使其完全分离。


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