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济宁恒硕超声机械公司分享超声提取原理

2012年09月23日 08:41:50来源:济宁恒硕电子科技有限公司
  超声波提取的基本原理
  
  超声波是频率范围在15~60kHz,并且不引起听觉的弹性波。现普遍认为其空化作用、热效应和机械作用是超声技术在中药提取中的三大理论依据。
  
  1空化作用
  
  液体中往往存在一些真空的或含有少量气体或蒸汽的小气泡,这些小气泡尺寸不一。当一定频率的超声波作用于液体时,只有尺寸适宜的小泡能发生共振现象,大于共振尺寸的小泡被驱出液体外、小于共振尺寸的小泡在超声作用下逐渐变大。接近共振尺寸时,声波的稀疏阶段使小泡迅速胀大;在声波的压缩阶段,小泡又突然被绝热压缩,直至湮灭。湮灭过程中,空穴内温度可达5000K以上(相当于太阳表面的温度),压力达到1.013×105kPa以上(相当于大洋底的压力),温度变化率达109K/s,产生所谓的“热点”。上述现象称为空化现象。在小泡胀大时,由于摩擦可产生电荷,在湮灭过程中可产生放电、发光现象,同时产生速度高达1000m/ns的液体微射流。空化作用被用于清洗、雾化、乳化及促进化学反应方面。
  
  2热效应
  
  由于介质吸收超声波以及内摩擦消耗,分子产生剧烈振动,超声波的机械能转化为介质的内能,引起介质温度升高。超声波的强度愈大,产生的热作用愈强[1]。控制超声强度,可使药物组织内部的温度瞬间升高,加速有效成分的溶出,并且不改变成分的性质。
  
  3机械作用
  
  超声波是机械振动能量的传播,可在液体中形成有效的搅动与流动,破坏介质的结构,粉碎液体中的颗粒,能达到普通低频机械搅动达不到的效果[2]。机械作用常用于击碎、切割、凝集等方面。超声波可以使常温常压不能发生的化学反应在空化作用下发生,甚至使非常坚硬的固体被粉碎。控制一定的超声频率和强度,空化作用产生的极大压力造成生物细胞壁及整个生物体破裂,而且整个破碎过程在瞬间完成,同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的释放、扩散及溶解。被浸提的物质在被破碎瞬间生物活性保持不变,同时提高破碎速度和提取率[3]。
关键词:超声提取,空化效应,热效应,机械作用
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