超聲波提取技術設備超聲波提取技術設備

超聲波(bo)提取(qu)技(ji)術是從植物(wu)中(zhong)(zhong)分離生物(wu)活(huo)性化合物(wu)的(de)優選技(ji)術。超聲波(bo)是指(zhi)頻率高于20 kHz但小(xiao)于10 MHz的(de)那些機械聲波(bo)。超聲波(bo)提取(qu)通常使(shi)用(yong)較小(xiao)的(de)頻率范圍（16 kHz-100 kHz），因(yin)為(wei)較高的(de)頻率會導致過多的(de)能量，從而可能導致植物(wu)結構中(zhong)(zhong)活(huo)性成分的(de)降解。

超聲處(chu)理可實現全(quan)部提(ti)取(qu)(qu)(qu)，從而(er)在(zai)極短的提(ti)取(qu)(qu)(qu)時間(jian)內即可獲(huo)得較高(gao)的提(ti)取(qu)(qu)(qu)率。作為一種有效的提(ti)取(qu)(qu)(qu)方法，超聲波提(ti)取(qu)(qu)(qu)既節省成本(ben)又節省時間(jian)，同時又可以(yi)得到用(yong)于食(shi)品，補(bu)品和(he)藥品的高(gao)質量提(ti)取(qu)(qu)(qu)物(wu)。

工作原理

超聲提取基于超聲波空化的工作原理，并且是純機械處理。類似于高剪切混合器，超聲波發生器僅在過程介質中產生機械剪切力。超聲波提取本身是一種非熱，無化學物質的提取技術。
超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)空化(hua)(hua)是高功(gong)率時會發生聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)或超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)空化(hua)(hua)，基于重復的(de)(de)高壓(ya)和(he)低(di)壓(ya)循環。每秒超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)處理20,000次(ci)的(de)(de)交替高壓(ya)和(he)低(di)壓(ya)循環會產生強烈的(de)(de)剪切力和(he)液體(ti)射(she)流。這(zhe)種的(de)(de)應(ying)力克服(fu)了(le)膜的(de)(de)選擇性，穿孔(kong)并(bing)破壞了(le)細胞壁(bi)，并(bing)導致內部細胞與周圍溶劑之間的(de)(de)高質量(liang)(liang)傳遞。通過超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)提取(qu)，可(ke)以(yi)實現(xian)更(geng)高的(de)(de)產量(liang)(liang)和(he)更(geng)短的(de)(de)提取(qu)時間。由于超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)提取(qu)是可(ke)重復的(de)(de)過程，因此可(ke)以(yi)重復提取(qu)結果，以(yi)獲(huo)得(de)標準化(hua)(hua)的(de)(de)提取(qu)質量(liang)(liang)。

超(chao)聲(sheng)空(kong)化會(hui)(hui)局部導(dao)致條(tiao)件，例如非(fei)常高的(de)(de)壓差和高剪切(qie)力。當空(kong)化氣泡爆裂(lie)(lie)到固體(ti)（例如顆粒，植物細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)，組織(zhi)等）的(de)(de)表(biao)面(mian)上時，微噴射(she)和微粒間碰撞會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)諸(zhu)如顆粒破裂(lie)(lie)，聲(sheng)穿孔(kong)(kong)（細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)壁和細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)膜的(de)(de)穿孔(kong)(kong)）和細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)的(de)(de)效應。此外，空(kong)化氣泡在液(ye)體(ti)介(jie)質中的(de)(de)爆裂(lie)(lie)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)湍流和攪動(dong)，從而促進細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)內部與周(zhou)圍(wei)溶劑之(zhi)間的(de)(de)質量傳遞。超(chao)聲(sheng)輻射(she)是(shi)增(zeng)強傳質過(guo)程(cheng)的(de)(de)一(yi)種高效途徑(jing)，因為超(chao)聲(sheng)會(hui)(hui)導(dao)致空(kong)化及其(qi)相關(guan)機制，例如液(ye)體(ti)射(she)流引起的(de)(de)微運動(dong)，材料中的(de)(de)壓縮(suo)和減壓以及隨后的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)(bao)壁破壞。

優點

超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)取(qu)能(neng)夠(gou)(gou)減(jian)少了溶(rong)劑用量(liang)和使溶(rong)劑用量(liang)更溫(wen)和。這(zhe)意味著，超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)取(qu)可提(ti)(ti)高提(ti)(ti)取(qu)率，并(bing)(bing)產生更健康的提(ti)(ti)取(qu)物。這(zhe)是由(you)于其在低(di)溫(wen)下操作的特性，既(ji)可以減(jian)少由(you)溫(wen)度因素引起的熱損失，又可以避免由(you)于低(di)沸點而導(dao)致的物質汽化并(bing)(bing)保持(chi)生物活(huo)性物質。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)取(qu)使用簡(jian)單(dan)，安全以及可精(jing)確控制(zhi)的應用。作為(wei)非(fei)熱提(ti)(ti)取(qu)方(fang)法，可以在低(di)溫(wen)下進行(xing)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)處理，從而避免了對熱敏感的，對熱不穩定的物質的降解。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)取(qu)還能(neng)夠(gou)(gou)大大減(jian)少了生產時(shi)間(jian)，因為(wei)行(xing)進的超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)破(po)壞了細胞壁(bi)，從而減(jian)少了活(huo)性成分從植物材料(liao)到溶(rong)劑的轉(zhuan)移時(shi)間(jian)。

超聲波提取的影響

超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)破裂和(he)(he)傳(chuan)(chuan)質(zhi)的(de)增(zeng)(zeng)加超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)可以(yi)通(tong)(tong)過細(xi)胞(bao)(bao)(bao)破裂和(he)(he)增(zeng)(zeng)強(qiang)固體(ti)(ti)基質(zhi)周圍邊界層的(de)傳(chuan)(chuan)質(zhi)來協(xie)助萃取過程(cheng)。作為細(xi)胞(bao)(bao)(bao)壁(bi)和(he)(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)膜的(de)穿(chuan)孔，超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)能(neng)增(zeng)(zeng)強(qiang)了細(xi)胞(bao)(bao)(bao)壁(bi)和(he)(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)膜的(de)通(tong)(tong)透(tou)性，通(tong)(tong)常是(shi)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)被超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)破壞之前(qian)的(de)中間步驟。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)引起的(de)空化(hua)的(de)機械效(xiao)應，例如熱和(he)(he)壓力差，沖擊波(bo)，剪(jian)切(qie)力，液體(ti)(ti)射流(liu)和(he)(he)微流(liu)，增(zeng)(zeng)強(qiang)了溶劑向(xiang)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)內部的(de)滲透(tou)，并改善了細(xi)胞(bao)(bao)(bao)與溶劑之間的(de)質(zhi)量傳(chuan)(chuan)遞(di)，從而使細(xi)胞(bao)(bao)(bao)間物質(zhi)轉移到溶劑中。

總結

超聲波提取(qu)(qu)技術是利(li)用超聲波產生(sheng)的空化作用，從而能夠植(zhi)物中(zhong)提取(qu)(qu)有效成分(fen)。與常規(gui)提取(qu)(qu)方(fang)法相(xiang)比(bi)，超聲輔助提取(qu)(qu)方(fang)法具有多種優勢，例如能耗(hao)低，提取(qu)(qu)時(shi)間(jian)短，活性化合物破壞少，提取(qu)(qu)產率高，因(yin)此變(bian)得更具吸引力。