超声波是指频率为2×104 Hz~107 Hz的声波,它超过了人耳收听频率的范围。超声波在液体媒质中传播时,通过机械作用、空化作用和热作用,产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应。尤其是高功率的超声波,会产生强烈的空化作用,从而在局部形成瞬时高温,高压、真空和微射流。对化学反应而言,就造成了一个非常有利于反应过程的局部小环境,能大大提高反应速度,降低反应条件。对生物质提取而言,会造成植物细胞壁的破坏和溶剂的快速渗透,使被提取的有效成分迅速溶解到溶剂中,从而提高提取率、缩短提取时间、节省溶剂。
超声波提取所选取的频率范围为20KHz~100KHz,其中频率20KHz左右的超声波使用最多。一个原因是在超声波系统频率低,功率相应大。也有人认为该频率有利于植物细胞壁的破碎。
基本构成:振动系统包括换能器、变幅杆、工具头(探头)和发生器。
特点:被处理液体盛在容器中,探头插入液体中,发射超声波。处理的液体量可大可小,时间可长可短。一般而言,在整个容器中超声波强度是不均匀的,越靠近探头,超声波越强。
可选频率范围:15KHz、20KHz、28 KHz、30 KHz、35 KHz、40 KHz、50 KHz、60 KHz。频率低,每单元的功率大,频率越高,每单元的功率越小。
每单元标称功率:0~3000W,功率大小可调。可以多单元组合使用。
工具头(探头)型状和材料可根据要求定制。
主要用途:
高功率的超声波产生强烈的振动、高的加速度、强烈的空化作用、搅拌作用和瞬时高温等,造成植物细胞壁的破坏(细胞粉碎)和溶剂的快速渗透,使被提取的有效成分迅速溶解到溶剂中,从而提高提取率、缩短提取时间、节省溶剂。超声波能明显加速强化各类化学反应。在制药工业和化工生产中都有广泛的应用。超声波用于生物质资源加工则是近年来研究和开发的热点,其中最具代表性的工作是超声波用于植物有效成分的强化提取和超声波用于生物柴油的制备。主要是用于精油、天然色素、多糖、黄酮、生物碱、多酚、有机酸、油脂等成分提取,超声波细胞粉碎。
应用领域:细胞粉碎,精油提取,天然色素提取,多糖提取、黄酮提取、生物碱提取、多酚提取、有机酸提取、油脂提取,中药提取