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超聲波中藥材提取、萃取技術(shù)

信息來(lái)源:http://21488.com.cn/ 作者:武漢嘉鵬電子有限公司 發(fā)布時(shí)間:2022-11-07 17:40

1、超聲的空化效應(yīng)

超聲波技術(shù)應(yīng)用于萃取、勻化,是基于惠更斯波動(dòng)理論和超聲波在液體連續(xù)介質(zhì)中傳播時(shí)“空化效應(yīng)”的作用結(jié)果。

(1)惠更斯波動(dòng)原理指出,波動(dòng)(包括超源與波源的振動(dòng))在連續(xù)介質(zhì)中傳播時(shí),在其波陣面上將引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),波源在介質(zhì)中達(dá)到的每一點(diǎn)都將引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的震動(dòng)和成為新的波源。這種波源引起的波動(dòng)使其傳播路徑上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將獲得加速度和動(dòng)能。超聲波可使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)加速度達(dá)重力加速度的千倍以上。介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在超聲波作用下,將每秒種數(shù)萬(wàn)次的高頻振蕩和每秒大于100m的巨大速度和動(dòng)能作用于溶液分子內(nèi),迅速使溶液分子被激活。

(2)超聲波在液體介質(zhì)中產(chǎn)生的“空化效應(yīng)”,不斷產(chǎn)生無(wú)數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)上千個(gè)大氣壓的微氣穴,并不斷“微爆”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)沖擊波,作用在固-液或液-液分子上,使介質(zhì)中的空氣被“轟擊”逸出,并促使介質(zhì)細(xì)胞破裂和變形加速介質(zhì)分子中的物質(zhì)逸出。

(3)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)的物理特性引發(fā)的機(jī)械振動(dòng)、微射流、微聲流等多級(jí)效應(yīng)皆促使有效成分在溶液中擴(kuò)散。

2、超聲波提取的優(yōu)點(diǎn)

(1)超聲波提取效率高。超聲波的物理特性,能促使植物組織破壁或變形,使中藥有效成份提取更充分,提取率比傳統(tǒng)工藝顯著提高達(dá)50—500%。

(2)超聲波提取時(shí)間短。超聲波強(qiáng)化中藥提取通常在24—40分鐘即可獲得很好提取率,其提取時(shí)間較傳統(tǒng)工藝方法縮短2/3以上,因此藥材原材料處理量大。

(3)超聲波提取溫度低。超聲波提取中藥材的很好溫度在40—60攝氏度,因此不需要配備鍋爐來(lái)提供蒸氣加熱,有利于節(jié)約能源和改善環(huán)境污染。更重要的是對(duì)遇熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的藥材中的有效成份具有保護(hù)作用。

(4)超聲波提取適應(yīng)性廣。超聲波提取中藥材不受中藥材成份性質(zhì)、分子量大小的限制,適用于絕大多數(shù)種類中藥材和各類成份的提取。

(5)超聲波提取的藥液雜質(zhì)少,有效成份易于分離、純化。

(7)超聲波提取簡(jiǎn)單易行,設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)方便。

3、超聲強(qiáng)化萃取

(1)固-液萃取

    固-液萃取通常被稱為提取,即用合適的溶劑從物料中提取有用成分,傳統(tǒng)工藝方法是采用熱處理或機(jī)械攪拌來(lái)加強(qiáng)該過(guò)程?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)應(yīng)用功率超聲能顯著強(qiáng)化和改善提取過(guò)程。超聲的微擾效應(yīng)加大了溶劑進(jìn)入提取物細(xì)胞的滲透性,加強(qiáng)了傳質(zhì)過(guò)程; 超聲的另一作用是超聲空化產(chǎn)生的強(qiáng)大剪切力能使介質(zhì)細(xì)胞壁破裂,使細(xì)胞容易釋放出內(nèi)含物。超聲強(qiáng)化固-液萃取是有效的質(zhì)量傳遞和細(xì)胞破裂的主要原因,它超越了以往任何一種可行性技術(shù),獲得了提取。超聲提取比常駐機(jī)構(gòu)規(guī)的熱提取更有效,并且縮短了提取時(shí)間,大部分物質(zhì)在過(guò)程前10min內(nèi)就被提取出來(lái)。

(2)液-液萃取

    液-液萃取涉及到兩個(gè)互不相溶的有機(jī)相和水相之間的質(zhì)量傳遞過(guò)程。由于超聲波的空化作用所引起的界面效應(yīng)增加了兩相間的接解面積,而空化崩潰時(shí)沖擊波引起的湍動(dòng)效應(yīng)消除了兩相效界的阻滯,從而增加了液-液萃取速度。對(duì)于一般受傳質(zhì)速率控制的液-液萃取體系來(lái)說(shuō),超聲波的作用十分顯著。