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超声波萃取的原理介绍

发布日期:2021-10-26      浏览次数:1172

  

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江苏天翎仪器超声波恒温萃取仪:

 超声波萃取,亦称为超声波辅助萃取、超声波提取,是利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应、扰动效应、高加速度、击碎和搅拌作用等多级效应,增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,从而加速目标成分进入溶剂,促进提取的进行。

超声波萃取的原理:

  超声波是指频率为20kHz~50MHz的电磁波,它是一种机械波,需要能量载体——介质来进行传播。其穿过介质时,会产生膨胀和压缩2个过程。

  超声波能产生并传递强大的能量,给予介质很大的加速度。这种能量作用于液体时,膨胀过程会形成负压。如果超声波能量足够强,膨胀过程就会在液体中生成气泡或将液体撕裂成很小的空穴。这些空穴瞬间即闭合,闭合时产生高达3000MPa的瞬间压力,称为空化作用。

  这样连续不断产生的高压就像一连串小爆炸不断地冲击物质颗粒表面,使物质颗粒表面及缝隙中的可溶性活性成分迅速溶出。同时在提取液中还可通过强烈空化,使细胞壁破裂而将细胞内溶物释放到周围的提取液体中。超声空穴提供的能量和物质间相互作用时,产生的高温高压能导致游离基和其他组分的形成。

   据此原理,超声波处理纯水会使其热解成氢原子和羟基,两者通过重组生成过氧化氢,当空穴在紧靠固体表面的液体中发生时,空穴破裂的动力学明显发生改变。在纯液体中,空穴破裂时,由于它周围条件相同,因此总保持球形。

然而紧靠固体边界处,空穴的破裂是非均匀的,从而产生高速液体喷流,使膨胀气泡的势能转化成液体喷流的动能,在气泡中运动并穿透气泡壁。喷射流在固体表面的冲击力非常强,能对冲击区造成极大的破坏,从而产生高活性的新鲜表面。利用超声波的上述效应,从不同类型的样品中提取各种目标成分是非常有效的。

   目前超声波本身在化学领域已经有了广泛的应用,将其应用于各种分离也显示了许多优越性。超声波作用于液-液、液-固两相,多相体系,表面体系以及膜界面体系,会产生一系列的物理化学作用,并在微环境内产生各种附加效应如湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等,从而引起传播媒质特有的变化。

这些作用能提供更多活性ZX,也可促进两相传质维持浓度梯度以及促进反应。这些特点是某些常规手段不易获得的,超声波萃取正是利用了这些特点。

 

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