超声波提取机组

概述：
超声波是一种高频机械波，频率范围为15－60kHz，一般高于20kHz。
超声波的主要特征为：
a. 波长短，近似作直线传播；在固体和液体内衰减比电磁波小，其传播特性和媒质的性质
密切相关。
b. 能量集中，因而能形成高的温度，产生剧烈振动，引起激震波、液体中的空化作用等，
结果产生机械、热、光、电、化学及生物等各种效应。
超声波通常被用于过程强化和引发化学反应。由于超声波的瞬时空化可实现
高温和局部高温，近年来在中药提取及有机物降解等方面得到了一定的应用。
作用原理：
（1） 空化作用
当一定频率的超声波作用于液体是，由于液体中一部分气泡其尺寸适宜，将产生共
振现象。此时，大于共振尺寸的气泡在超声波的作用下，被驱出液体外；小于共振
尺寸的气泡则在超声波的作用下逐渐变大。接近共振尺寸，声波的稀疏段使气泡迅
速涨大，由于摩擦产生电荷；在声波的压缩段，气泡又被突然压缩，直至泯灭。气
泡在泯灭过程中，其内部可达数千度高温和几千个大气压的高压，并产生放电、发
象。这种现象成为“空化现象”。在超声波场中液体中的微小气泡首先经历气泡
的振荡及生长过程，及稳态空化；然后是气泡的压缩和崩溃过程，及瞬态空化。空
化效应可促进反应、强化传质过程。
（2） 热效应
由于介质吸收超声波及摩擦损耗，分子剧烈振动，超声波的机械能转化为介质的内
能，造成介质温度升高。超声波的强度越大，产生的强度越强。因此，控制超声波
的强度，可使物质的组织内部温度瞬间升高，加速有效成分的溶出。气泡崩塌之后，
泡内“热点”骤然冷却，冷却速度达108K/s。如此急速冷却必将引起原料内部结构
急剧变化。
（3） 机械作用
超声波传递的机械能可在液体中形成有效的搅动与流动，从而破坏了介质的结构，
粉碎了液体中的颗粒，从而产生了普通低频机械搅拌起不到的效果。这种机械作用
可产生击碎、切割及凝聚等效果。
除上述三个作用外，超声波还具有湍动效应、微搅动效应、界面效应和聚能效应等四
个附加效应。
特点
○1 与常规提取方法比，超声波提取具有提取时间段、无需加热等特点，可以避免高温对有
效成分的破坏，适合于热敏性物料的提取。
○2 提取物的有效成分含量高，有利于进一步的精制。
○3 溶媒用量少，可有效降低成本。
○4 有效成分的提取率高，原料利用充分，提高经济效益。
○5 对大多数有效成分的生理活性基本无影响。