超聲波作用的基本原理
發(fā)表于：2018-11-23 03:51:43 分享至：
超聲提取方法是應(yīng)用超聲波強(qiáng)化提取植物的有效成分，是一種物理破碎過程。超聲波對(duì)媒質(zhì)主要產(chǎn)生獨(dú)特的機(jī)械振動(dòng)作用和空化作用。當(dāng)超聲波振動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生傳遞強(qiáng)大的能量，引起媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)以大的速度和加速度進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，使媒質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促使有效成分進(jìn)入溶劑中；同時(shí)在液體中還會(huì)產(chǎn)生空化作用，即在有相當(dāng)大的破壞應(yīng)力的作用下，液體內(nèi)形成空化泡的現(xiàn)象。在水中當(dāng)超聲波輻射面上的強(qiáng)度達(dá)到0.3W/cm2時(shí)就會(huì)產(chǎn)生空化。
根據(jù)空化泡的變化，超聲空化分為穩(wěn)定空化和瞬態(tài)空化，兩種空化現(xiàn)象在液體中幾乎同時(shí)存在，且在一定條件下穩(wěn)定空化可轉(zhuǎn)化成瞬態(tài)空化。穩(wěn)定空化是指聲強(qiáng)度小于10W/cm2時(shí)產(chǎn)生的空化，有規(guī)律而緩和，瞬態(tài)空化是指聲強(qiáng)度大于10W/cm2時(shí)產(chǎn)生的空化，短暫而劇烈；空化泡在瞬間迅速漲大并破裂、破裂時(shí)把吸收的聲揚(yáng)能量在極短的時(shí)間和極小的空間內(nèi)釋放出來，形成高溫和高壓的環(huán)境，同時(shí)伴隨有強(qiáng)大的沖擊波和微聲流，從而破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使其在瞬間破裂，植物細(xì)胞內(nèi)的有效成分得以釋放、直接進(jìn)入溶劑并充分混合，從而提高提出率。
另外，超聲波的許多次級(jí)效應(yīng)如熱效應(yīng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)、凝聚效應(yīng)等也能加速植物有效成分在溶劑中的擴(kuò)散釋放，促進(jìn)植物有效成分充分與溶劑混合，有利于提取。如將槐米液體在浸提、沉淀兩個(gè)階段均用超聲波處理后，能使蘆丁大分子更快地聚合成大顆粒沉淀，并促進(jìn)沉淀更完全，只要20-30min即可，這是凝聚效應(yīng)即超聲波有使懸浮于氣體或液體中的微粒聚集成較大顆粒而沉淀的作用。
