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恒奧德儀器15升容積超聲波提取儀的操作原理

主要基于超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的多種物理效應(yīng)，這些效應(yīng)協(xié)同作用以加速和提高目標(biāo)成分的提取效率。核心原理包括機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)。?

?機(jī)械效應(yīng)?：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生高速振動(dòng)和加速度（可達(dá)重力加速度的數(shù)千倍），這種機(jī)械振動(dòng)能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，促進(jìn)有效成分從藥材基體中釋放并溶解于溶劑中。?

?空化效應(yīng)?：超聲波在液體中形成微小氣泡（空穴），這些氣泡在聲壓作用下迅速膨脹并閉合，產(chǎn)生瞬間高壓（可達(dá)數(shù)千大氣壓）和沖擊波，從而擊穿細(xì)胞壁，加速成分溶出。?

?熱效應(yīng)?：超聲波能量被介質(zhì)吸收后部分轉(zhuǎn)化為熱能，使局部溫度瞬時(shí)升高，增大目標(biāo)成分的溶解度和擴(kuò)散速率，同時(shí)低溫條件（如65°C以下）有助于保持生物活性。?

這些效應(yīng)共同實(shí)現(xiàn)高效、低溫的提取過程，適用于多種中藥材和化合物。?

原理

超聲波提取是利用超聲波具有的機(jī)械效應(yīng)，空化效應(yīng)和熱效應(yīng)，通過增大介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度、增大介質(zhì)的穿透力以提取生物有效成分。 [2]

機(jī)械效應(yīng)

超聲波在介質(zhì)中的傳播可以使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其傳播空間內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)，從而強(qiáng)化介質(zhì)的擴(kuò)散、傳播，這就是超聲波的機(jī)械效應(yīng)。超聲波在傳播過程中產(chǎn)生一種輻射壓強(qiáng)，沿聲波方向傳播，對物料有很強(qiáng)的破壞作用，可使細(xì)胞組織變形，植物蛋白質(zhì)變性；同時(shí)，它還可以給予介質(zhì)和懸浮體以不同的加速度，且介質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)大于懸浮體分子的運(yùn)動(dòng)速度。從而在兩者間產(chǎn)生摩擦，這種摩擦力可使生物分子解聚，使細(xì)胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑之中。

空化效應(yīng)

通常情況下，介質(zhì)內(nèi)部或多或少地溶解了一些微氣泡，這些氣泡在超聲波的作用下產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡由于定向擴(kuò)散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然閉合，這就是超聲波的空化效應(yīng)。這種氣泡在閉合時(shí)會(huì)在其周圍產(chǎn)生幾千個(gè)大氣壓的壓力，形成微激波，它可造成植物細(xì)胞壁及整個(gè)生物體破裂，而且整個(gè)破裂過程在瞬間完成，有利于有效成分的溶出。

熱效應(yīng)

和其它物理波一樣，超聲波在介質(zhì)中的傳播過程也是一個(gè)能量的傳播和擴(kuò)散過程，即超聲波在介質(zhì)的傳播過程中，其聲能不斷被介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)吸收，介質(zhì)將所吸收的能量全部或大部分轉(zhuǎn)變成熱能，從而導(dǎo)致介質(zhì)本身和藥材組織溫度的升高，增大了藥物有效成分的溶解速度。由于這種吸收聲能引起的藥物組織內(nèi)部溫度的升高是瞬間的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不變。