超聲波萃取儀通過超聲波換能器產(chǎn)生快速的機(jī)械振動波。隨著超聲波能量的增加,超聲波作用的均勻性增強(qiáng),聲音強(qiáng)度增加,這使得顆粒的邊界層變薄,外表面剝落,顆粒破碎。超聲波打破細(xì)胞外壁,將組織細(xì)胞壁中的物質(zhì)釋放到溶液中,并加速物質(zhì)中有效成分溶解在溶劑中的過程,從而實現(xiàn)固液萃取分離,提高有效成分的萃取率。
超聲波萃取儀在制藥領(lǐng)域的用途分析:
超聲提取中藥材的優(yōu)勢是基于超聲的特殊物理性質(zhì)。主要是通過壓電換能器產(chǎn)生的快速機(jī)械振動波來減小目標(biāo)提取物和樣品基質(zhì)之間的力,以實現(xiàn)固液提取分離。
1、加速介質(zhì)粒子的運動。當(dāng)頻率高于20KHz的超聲波在連續(xù)介質(zhì)中傳播時,根據(jù)惠更斯波動原理,其傳播的波前會引起介質(zhì)顆粒(包括藥材重要成分的顆粒)的運動,從而使介質(zhì)顆粒的運動獲得巨大的加速度和動能。經(jīng)過計算,粒子的加速度一般可以達(dá)到重力加速度的2000倍以上。由于介質(zhì)顆粒將超聲能量作用于中藥有效成分的顆粒上,它可以獲得巨大的加速度和動能,并迅速從藥材基質(zhì)中逃逸出來,在水中自由活動。
2、空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播并產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”。“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無數(shù)微空化,內(nèi)壓達(dá)到數(shù)千大氣壓,并不斷“爆炸”,在中藥材上產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波,使藥材成分通過“轟擊”而逃逸,使藥材基質(zhì)不斷被侵蝕。其中,不屬于植物結(jié)構(gòu)的有效成分不斷分離。加快有效植物成分的提取。
3、超聲振動均勻化使樣品介質(zhì)中的所有點受到相同的作用,使整個樣品的提取更加均勻。
綜上所述,中藥材中的藥效物質(zhì)在超聲波場作用下不但作為介質(zhì)質(zhì)點獲得自身的巨大加速度和動能,而且通過“空化效應(yīng)”獲得強(qiáng)大的外力沖擊,所以能高效率并充分分離出來。