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超聲波技術(shù)作為物理手段的新型多頻超聲波萃取合成反應(yīng)裝置,主要用于探索不同頻率、不同功率的超聲波對(duì)不同物質(zhì)的分子清洗、裂解重組等對(duì)比實(shí)驗(yàn),通過(guò)特定手段得到一種新的反應(yīng)和物質(zhì)。
超聲波萃取機(jī)主要由大功率超聲波發(fā)生系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)、測(cè)溫控溫系統(tǒng)、回流冷凝系統(tǒng)、攪拌內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)等組成。
目錄
超聲波萃?。║E),亦稱(chēng)為超聲波輔助萃取、超聲波提取,是利用超聲波輻射壓強(qiáng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化作用、擾動(dòng)效應(yīng)、高加速度、擊碎和攪拌作用等多級(jí)效應(yīng),增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度,增加溶劑穿透力,從而加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑,促進(jìn)提取的進(jìn)行。
通過(guò)超聲波換能器產(chǎn)生快速機(jī)械振動(dòng)波,利用超聲波的能量,超聲波作用的均勻性增強(qiáng),聲強(qiáng)增大,使得顆粒的邊界層變薄,外表面剝落,顆粒發(fā)生碎裂,超聲波破碎細(xì)胞外壁,從而使組織細(xì)胞壁內(nèi)物質(zhì)游離到溶液中,加速物質(zhì)中有效成分溶于溶劑的過(guò)程,減少目標(biāo)萃取物與樣品基體之間的作用力,從而實(shí)現(xiàn)固態(tài)液態(tài)萃取分離,以提高有效成分萃取率的技術(shù)。
超聲波萃取機(jī)由兩部分組成:超聲波萃取系統(tǒng)和超聲波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(超聲波發(fā)生器)。
主要包括超聲波換能器、超聲波變幅桿、超聲波工具頭用于產(chǎn)生超聲波振動(dòng),并將此振動(dòng)能量向液體中發(fā)射。
超聲波換能器
將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來(lái)回伸縮運(yùn)動(dòng),振幅一般在幾個(gè)微米。
超聲波變幅桿
由于超聲波換能器產(chǎn)生的振幅不夠需要連接超聲波變幅桿,按設(shè)計(jì)需要放大振幅,隔離反應(yīng)溶液和超聲波換能器,同時(shí)也起到固定整個(gè)超聲波振動(dòng)設(shè)備的作用。
超聲波工具頭
與變幅桿相連,變幅桿將超聲波能量振動(dòng)傳遞給工具頭,再由工具頭將超聲波能量發(fā)射到化學(xué)反應(yīng)液體中進(jìn)行超聲波萃取。
超聲波發(fā)生器
產(chǎn)生高頻高功率電流,驅(qū)動(dòng)超聲波振動(dòng)部件工作。超聲波發(fā)生器的功率可調(diào),以適應(yīng)不同的工作狀態(tài)。發(fā)生器內(nèi)還可根據(jù)需要集成有時(shí)序控制器,設(shè)定控制超聲波發(fā)振時(shí)間和間歇時(shí)間。
超聲波萃取和常規(guī)萃取技術(shù)相比,超聲波輔助萃取快速、價(jià)廉、高效。
超聲波萃取適用于中藥材有效成份的萃取,是中藥制藥改變傳統(tǒng)的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝。與水煮、醇沉工藝相比,超聲波萃取具有如下突出特點(diǎn):
超聲波萃取分離技術(shù)能增加所萃取成分的產(chǎn)率,縮短萃取時(shí)間。
超聲波萃取分離技術(shù)在萃取過(guò)程中不需要加熱,適用于低溫成分萃取。
合理的超聲波萃取分離技術(shù)不會(huì)改變所提及成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
超聲波萃取技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,可提高生產(chǎn)速度,降低企業(yè)生產(chǎn)成本,增加經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
超聲波萃取分離技術(shù)操作方便,萃取全,能充分利用中藥資源,能節(jié)約成本。
超聲波萃取技術(shù)可以不用或者少用萃取劑,減少萃取劑的污染。
超聲波萃取技術(shù)在萃取后,在某種超聲波作用下還可能出現(xiàn)新的物質(zhì),有利于發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)。
在某些情況下,甚至比超臨界流體萃取和微波輔助萃取還好
對(duì)比單頻超聲萃取,雙頻超聲對(duì)萃取過(guò)程具有協(xié)同和增強(qiáng)作用,不僅降低了萃取壓力、萃取溫度以及夾帶劑用量和萃取時(shí)間,而且萃取率提高了30%。
科學(xué)技術(shù)廣泛地應(yīng)用在中藥材、食品、化工的萃取中,隨著超聲波提取技術(shù)的不斷發(fā)展,設(shè)備的自動(dòng)化程度不斷提高,再結(jié)合萃取對(duì)象的特性,將大大提高萃取效率,獲得更高品質(zhì)的萃取物,功率超聲萃取技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。
超聲場(chǎng)強(qiáng)化萃取油脂可使浸取效率顯著提高,還可以改善油脂品質(zhì),節(jié)約原料,增加油的萃取量。超聲場(chǎng)不僅可以強(qiáng)化常規(guī)流體對(duì)物質(zhì)的浸取過(guò)程,而且還可以強(qiáng)化超臨界狀態(tài)下物質(zhì)的萃取過(guò)程。
超聲波強(qiáng)化超臨界CO2流體萃取過(guò)程中從麥芽胚中萃取麥胚油,超臨界流體萃取附加超聲場(chǎng)后,麥胚油的萃取率提高10%左右,且未引起麥胚油的降解。
超聲波萃取蛋白質(zhì)方面也有顯著效果,用超聲波既能將上述料胚在水中將其蛋白質(zhì)粉碎,也可將80%的蛋白質(zhì)液化,還可萃取熱不穩(wěn)定的7S蛋白成分。
超聲波處理能提高蛋白質(zhì)萃取率的作用;超聲波處理還可提高漿體的分離溫度,降低漿體粘度,可用于直接生產(chǎn)高蛋白的豆奶產(chǎn)品。
不同濃度大豆?jié){體、磨前經(jīng)熱處理大豆?jié){體及其分離出的豆渣進(jìn)行超聲波處理。經(jīng)超聲波處理過(guò)的大豆?jié){體,與不經(jīng)處理的比較,其豆奶中蛋白質(zhì)含量均有顯著的提高,提高的幅度在12%~20%。
超聲波多糖萃取傳統(tǒng)工藝相比,超聲波強(qiáng)化萃取操作簡(jiǎn)單,萃取率高,反應(yīng)過(guò)程無(wú)物料損失和無(wú)副反應(yīng)發(fā)生。
金針菇子實(shí)體多糖的萃取,用超聲波強(qiáng)化,可使多糖萃取率提高76.22%;利用超聲波熱水浸提銀耳多糖,萃取率比酶法高出5%,且浸提時(shí)間大大縮短。
超聲波對(duì)萃取率有明顯的影響,超聲波強(qiáng)化超臨界流體,萃?。⊿SFE)辣椒中的辣椒素效果很明顯。
超聲波萃取葉纈草香料與不用超聲波萃取的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,采用超聲波的濾液上及光度吸光度比不用超聲波的濾液吸光度高12%~40%。
食品分析中的應(yīng)用,超聲波萃取也用于食品樣品的預(yù)處理。
測(cè)定午餐肉脂肪含量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB5009.696)酸水解法,操作費(fèi)時(shí)繁瑣,人為因素影響較大,不易掌握。利用超聲波對(duì)酸水解測(cè)定午餐肉中脂肪含量的方法進(jìn)行了改進(jìn),超聲波萃取樣品不需加熱,縮短了樣品消化時(shí)間,可對(duì)大批量樣品的脂肪含量同時(shí)測(cè)定。
超聲波頻率和超聲波強(qiáng)度的影響
超聲波萃取時(shí)間的影響
超聲波萃取溶劑、用量和濃度的影響
萃取產(chǎn)物中酶的影響
參考資料編輯區(qū)域
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