超聲波提取工藝原理

超聲波在液體中傳播時，使液體介質(zhì)不斷受到壓縮和拉伸，而液體耐壓而不耐拉，液體若受不住這種拉力，就會斷裂而形成暫時的近似真空的空洞（尤其在含有雜質(zhì)、氣泡的地方），而到壓縮階段，這些空洞發(fā)生崩潰。崩潰時空洞內(nèi)部瞬間壓可達到幾萬個大氣壓，同時還將產(chǎn)生局部高溫以及放電現(xiàn)象等，這就是空化作用。

在中藥提取過程中，隨藥材在藥劑中受到超聲作用而產(chǎn)生空化效應(yīng)的過程，使溶劑在超聲瞬間產(chǎn)生的空化泡的崩潰，隨空化泡的爆破，而形成巨大的射流沖向植物固體表面，使其溶劑很快滲透到物質(zhì)內(nèi)部細胞中，借以空化泡的爆破的沖擊力打破細胞壁，使細胞內(nèi)化學(xué)成分在超聲作用下直接和藥材接觸，加速了溶劑和藥材中的有效成分相互滲透，并快速地向溶劑中溶解，使細胞外出現(xiàn)濃度差促使化學(xué)成分由高濃度溶液向低濃度溶液中擴散，大大地加速了提取過程，細胞內(nèi)的化學(xué)成分迅速轉(zhuǎn)入溶劑，在細胞被破碎的瞬間生物活性保持不變，破碎速度和提出率均可得到提高。

2.2機械效應(yīng)

機械效應(yīng)是超聲波在液體內(nèi)傳播過程中，傳播的機械能使液體質(zhì)點在其傳播空間內(nèi)發(fā)生振動，從而強化液體的擴散、傳質(zhì)。

機械效應(yīng)伴隨著空化效應(yīng)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，主要由輻射壓強和超聲壓強引起。輻射壓強可能引起兩種效應(yīng)，其一是簡單的騷動效應(yīng)，其二是在溶劑和藥材組織之間出現(xiàn)摩擦。這種騷動可使蛋白質(zhì)變性，細胞組織變形。而超聲壓強將給予溶劑和藥材組織以不同的加速度，即溶劑分子的速度遠遠大于藥材組織的速度，從而在它們之間產(chǎn)生摩擦，這力量足以斷開兩碳原子之鍵，使生物分子解聚。使細胞壁上的有效成分溶解于溶劑之中。

2.3熱效應(yīng)

超聲波在液體中傳播時，其機械能被介質(zhì)吸收而轉(zhuǎn)化為熱能，使介質(zhì)自身溫度升高，進而對液體引發(fā)各種作用，稱為超聲的熱效應(yīng)。

熱效應(yīng)伴隨著空化效應(yīng)的產(chǎn)生而產(chǎn)生。產(chǎn)生熱能的多少主要決定于介質(zhì)對超聲能的吸收，所吸收能量的大部分或全部將轉(zhuǎn)化為熱能，從而導(dǎo)致藥材組織溫度升高。這種吸收聲能而引起的溫度升高是穩(wěn)定的。所以超聲波可以使藥材組織內(nèi)部的溫度瞬時升高，加速有效成分的溶解。