超声波提取的原理

现代重工

超声波提取的原理主要基于超声波在介质中传播时产生的空化效应、机械效应和热效应。以下是关于这三种效应的详细解释：

• 空化效应：
  • 当超声波在介质中传播时，介质内部溶解的微气泡会在超声波的作用下产生振动。
  • 当声压达到一定值时，这些气泡会由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合。
  • 气泡闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波。
  • 这种微激波可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。
    
• 机械效应：
  • 超声波在介质中的传播会使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散和传播。
  • 超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形、植物蛋白质变性。
  • 同时，超声波还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度，从而在两者间产生摩擦。
  • 这种摩擦力可以使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。
    
• 热效应：
  • 超声波在介质中的传播过程是一个能量的传播和扩散过程。
  • 超声波在介质的传播过程中，其声音不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能。
  • 这会导致介质本身和药材组织温度的升高，从而增大了药物有效成分的溶解速度。
  • 由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。