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超聲波萃取的原理介紹

時間:2021/10/26閱讀:3517
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江蘇天翎儀器超聲波恒溫萃取儀:

 超聲波萃取,亦稱為超聲波輔助萃取、超聲波提取,是利用超聲波輻射壓強產(chǎn)生的強烈空化效應、擾動效應、高加速度、擊碎和攪拌作用等多級效應,增大物質(zhì)分子運動頻率和速度,增加溶劑穿透力,從而加速目標成分進入溶劑,促進提取的進行。

超聲波萃取的原理:

  超聲波是指頻率為20kHz~50MHz的電磁波,它是一種機械波,需要能量載體——介質(zhì)來進行傳播。其穿過介質(zhì)時,會產(chǎn)生膨脹和壓縮2個過程。

  超聲波能產(chǎn)生并傳遞強大的能量,給予介質(zhì)很大的加速度。這種能量作用于液體時,膨脹過程會形成負壓。如果超聲波能量足夠強,膨脹過程就會在液體中生成氣泡或?qū)⒁后w撕裂成很小的空穴。這些空穴瞬間即閉合,閉合時產(chǎn)生高達3000MPa的瞬間壓力,稱為空化作用。

  這樣連續(xù)不斷產(chǎn)生的高壓就像一連串小爆炸不斷地沖擊物質(zhì)顆粒表面,使物質(zhì)顆粒表面及縫隙中的可溶性活性成分迅速溶出。同時在提取液中還可通過強烈空化,使細胞壁破裂而將細胞內(nèi)溶物釋放到周圍的提取液體中。超聲空穴提供的能量和物質(zhì)間相互作用時,產(chǎn)生的高溫高壓能導致游離基和其他組分的形成。

   據(jù)此原理,超聲波處理純水會使其熱解成氫原子和羥基,兩者通過重組生成過氧化氫,當空穴在緊靠固體表面的液體中發(fā)生時,空穴破裂的動力學明顯發(fā)生改變。在純液體中,空穴破裂時,由于它周圍條件相同,因此總保持球形。

然而緊靠固體邊界處,空穴的破裂是非均勻的,從而產(chǎn)生高速液體噴流,使膨脹氣泡的勢能轉(zhuǎn)化成液體噴流的動能,在氣泡中運動并穿透氣泡壁。噴射流在固體表面的沖擊力非常強,能對沖擊區(qū)造成極大的破壞,從而產(chǎn)生高活性的新鮮表面。利用超聲波的上述效應,從不同類型的樣品中提取各種目標成分是非常有效的。

   目前超聲波本身在化學領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應用,將其應用于各種分離也顯示了許多*性。超聲波作用于液-液、液-固兩相,多相體系,表面體系以及膜界面體系,會產(chǎn)生一系列的物理化學作用,并在微環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生各種附加效應如湍動效應、微擾效應、界面效應和聚能效應等,從而引起傳播媒質(zhì)*的變化。

這些作用能提供更多活性ZX,也可促進兩相傳質(zhì)維持濃度梯度以及促進反應。這些特點是某些常規(guī)手段不易獲得的,超聲波萃取正是利用了這些特點。

 

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