超声波提取原理和提取设备特性

当前位置:首页 > 技术知识 > 清洗技术

超声波提取原理和提取设备特性

时间:2017-12-25 15:21:12来源:科强超声

    超声波提取法,又称超声波萃取法,是一种通过超声波设备辅助提取的技术方法,超声波提取设备主要有台式超声波提取机、小型实验型超声波提取器、超声波中药提取罐、超声波提取管、超声波提取机震板等,超声波提取设备和超声波清洗机原理大致相同,是利用超声波具有的机械效应,空化效应和热效应,通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以实现清洗和提取生物有效成分,和超声波清洗机相比只不过具体效应和应用及仪器设计特点有所不同,下面就超声波提取仪原理做简单概述。

    超声波提取机图片

KQC超声波提取机.jpg

    超声波提取原理

    超声波提取是利用超声波具有的机械效应,空化效应和热效应和次级效应。通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取和乳化有效成分。该仪器是由超声波信号发生器(电源)产生的高频振荡信号通过换能器(振子)转化成高频机械振荡并传播到液体中,超声波在液体中疏密相间地向前辐射并产生数以万计的微小气泡,这些气泡在传播过程中的负压区形成、生长,而在正压区迅速闭合,在这种被称之为“空化效应”。超声波在介质中的传播可以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、传播,这就是超声波的机械效应。和其它物理波一样,超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程,即超声波在介质的传播过程中,其声能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。此外,超声波还可以产生许多次级效应,如乳化、扩散、击碎、化学效应等,这些作用也促进了提取物(乳化物)中有效成分的溶解。

    超声波设备的三个效应

   (1)机械效应  超声波在介质中的传播可以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、传播,这就是超声波的机械效应。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,它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。专业超声波提取设备的功率密度比超声波清洗机器大得多。

   (2)空化效应  通常情况下,介质内部或多或少地溶解了一些微气泡,这些气泡在超声波的作用下产生振动,当声压达到一定值时,气泡由于定向扩散(rectieddiffvsion)而增大,形成共振腔,然后突然闭合,这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力,形成微激波,它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。超声波的空化效应是超声波清洗器最主要的效应之一。

   (3)热效应  和其它物理波一样,超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程,即超声波在介质的传播过程中,其声能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,从而导致介质本身和药材组织温度的升高,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。

此外,超声波还可以产生许多次级效应,如乳化、扩散、击碎、化学效应等,这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解,促使药物有效成分进入介质,并于介质充分混合,加快了提取过程的进行,并提高了药物有效成分的提取率。

    超声波清洗设备和超声波提取设备异同点

    超声波清洗机既可以用来清洗还可以用来乳化,脱气和辅助提取。严格意义上讲超声波清洗机并不是真正的提取机。下面就简单的介绍一下超声波清洗和提取的异同点:

1,相同点:

原理相同:超声波清洗机和超声波提取机都是利用超声波空化效应原理,超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。这是,植物的细胞壁被瞬间高压强烈冲击而破坏。

组成部分相同:主体部分都是有超声波发生器,超声波换能器和不锈钢组成。

2,不同点:

功率密度不同,超声波提取要求的功率密度因不同的提取物而不同,一般是超声波清洗机的4-6倍.

结构形式不同,超声波提取结构比之超声波清洗机要复杂的多,对功能的要求也要多得多。

造价不同,超声波提取机是清洗机的好几倍。

配置不同,超声波提取往往还需要搅拌,过滤,和浓缩等。

    KQC系列超声波提取设备特性

1、提取效率高

   科强KQC系列超声波提取机采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间短(常规方法的几分之一到几十分之一),工作效率高。

2、目标提取物提取率高

   由于采用超声波破碎强化提取技术,使原料中的有效成份得以充分释出,从而使目标提取物的提取率提高。以从青蒿中提取青蒿素为例,可以提高25%以上。

3、能耗低

小功能超声波即可破碎提取大量物料,一般均在室温下提取,无须大功率搅拌和耗费大量加热能源。单位物料处理量能耗较常规提取方法降低50%以上。

4、提取产品质量高

由于提取温度低,最大限度保持了物料中原有的各种成份(特别是各种热敏性成份等),可达到提高药效,减少用量的目的。同时,由于提取时间短使提取产品中其它无用的杂组份含量减少,提高了提取产品的品质,为后续分离纯化过程奠定了良好基础。

5、适应性广

超声提取不受成分极性、分子量大小的限制,适用于绝大多数种类中药材和天然产物的提取,如生物碱、黄酮类化合物等的提取。

打印
下一篇:

没有了!

图片新闻