超声波提取法.pdf

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1、2014-5-13（一）超声波的概念1.超声波的概念•超声波是指频率高于可听声频率范围的声波，是一种频率超过17KHz的声波。超声波在媒质中的反射、折射、四、超声波提取法衍射、散射等的传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。超声波属于机械波，是机械振动在弹性媒质中的传播•当声音在空气中传播时，会推动空气中的微粒作往复振动，即对微粒做功。声波功率就是表示声波作功快慢的物理量。当强度相同时，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波的频率很高，所以与一般的声波相比，超声波的功率是很大的（一）超声波的概念（二）超声波提取原理•超声波很像电磁波，能折射、聚焦和反射，但超声波又不同于•

2、超声萃取（UtrasonicSolventExtraction，USE）技术电磁波，电磁波可在真空中自由传播，而超声波的传播则要依靠弹性介质。超声波在传播时，使弹性介质中的粒子产生振荡，是由溶剂萃取技术与超声波技术结合形成的新技术，超声场的存在提高了溶剂萃取的效率并通过弹性介质按超声波的传播方向传递能量•超声波可以产生空化效应、热效应和机械效应•超声波是指频率为20千赫~50兆赫左右的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体--介质来进行传播。超声萃取又称超声提取，即指从某一原料中提取所需的物质或成分•超声作用于液液、液固两相、多相体系表面体系以及膜界面体系会产生一系列的物理、化学作用，并在

3、微环境内产生各种附加效应，如湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等，从而引起传播媒质特有的变化（1)空化效应1、空化效应•当空穴闭合或微泡破裂时，会使介质局部形成几百到几•当大量的超声波作用于提取介质时，体系的液体内千K的高温和超过数百个大气压的高压环境，并产生很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，同时生成大量的微存在着张力弱区，这些区域内的液体会被撕裂成许泡，这些微泡又作为新的气核，使该循环能够继续下去，多小空穴，这些小空穴会迅速胀大和闭合，使液体这就是空化效应微粒间发生猛烈的撞击作用•空化效应中产生的极大压力•此外,也可以液体内溶有的气体为气核,在超声波的造成被破碎物细胞壁及整个作用下

4、,气核膨胀长大形成微泡,并为周围的液体蒸生物体的破裂，且整个破裂过程可在瞬间完成，因而提气所充满,然后在内外悬殊压差的作用下发生破裂,高了破碎速度，缩短了破碎将集中的声场能量在极短的时间和极小的空间内释时间，使提取效率显著提高放出来12014-5-132.热效应3.机械效应•超声波在弹性媒质中传播•超声波的高频振动及辐射压力可在气体或时，其能量不断被媒质质液体中形成有效的搅动与流动，使媒质质点吸收并转化为热能，从而使媒质质点的温度升高，点在其传播空间内进入振动状态，从而可这种现象称为超声波的热加速细胞内物质的释放、扩散及溶解过程效应•此外，空化气泡振动对固体表面产生的强•空穴闭合或气泡崩

5、塌之后，烈射流及局部微冲流,均能显著减弱液体的其内“热点”骤然冷却，表面张力及磨檫力,并破坏固液界面的附着冷却速度可达108K/s。这相当于将金属熔浆放入液层，起到普通低频机械搅动达不到的效果,氮中的急剧冷却速度上述现象称为超声波的机械效应（二）.超声波提取原理（二）超声波提取原理•利用超声波提取技术提取样品中目标成分时，首先在液体介质中产生特有的空化效应，即不断产生无数内部压•超声波提取技术的基本原理主力达上千个大气压的微小气泡，并不断“爆破”产生微要是利用超声波的空化作用来观上的强冲击波而作用于样品上增大物质分子的运动频率和速促使动植物样品细胞破壁或变形，并在溶剂中瞬时产生的空化泡

6、的作用下发生崩溃而破裂，这样溶剂便很容易度，从而增加溶剂的穿透力，地渗透到细胞内部，使细胞内的化学成分溶解于溶剂中提高被提取成分的溶出速度。•由于超声波破碎过程是一个物理过程，因而不会改变被提取成分的化学结构和性质此外，超声波的次级效应，如•其次,超声波在介质中传播可使介质质点在其传播的空热效应、机械效应等也能加速间内产生振动,从而可强化介质的扩散与传质,即超声波被提取成分的扩散并充分与溶的机械效应,超声波在传播过程中产生的辐射压强沿声波方向传播时,对物料有很强的破坏作用,可使细胞组织剂混合，因而也有利于提取变形、植物蛋白质变性（二）超声波提取原理（二）超声波提取原理•同时,它还可给予介

7、质和悬浮体以不同的加速度,且介质•可见，在超声波的作用下，中药材中的有效成分不分子运动速度远大于悬浮体分子的运动速度，从而在两仅作为介质质点而获得巨大的速度和动能，而且在者之间产生磨檫,这种磨檫力可使生物分子解聚,使细胞超声波的空化效应、机械效应和热效应的共同作用壁上的目标提取物更快地溶解于溶剂中下而受到强大的外力冲击，从而使提取速率显著提•再次，与其他物理波一样，超声波在介质中的传播过程高也是一个能量的传播与扩散过程•超声波在介质