超声波提取工艺诠释

超声提取法就是应用超声波发生的激烈振动以及很高很快的加速度、激烈的空化效应、搅拌等特殊作用可以破坏植物的细胞使溶媒可以浸透到被提取物的细胞中以便使被提取物的化学成分溶于液体之中，再经过化学分离提纯以得到所需求的成分。

超声提取的主要动力是声空化。空化的现象是指在超声波的作用下，在液体中构成空腔的现象。这些空腔随传播着的声波的频率而伸张和压缩。声空化是液体中气泡在声场作用下所发生的一系列动力学进程。当足够强度的超声波经过液体时当声波负压半周期的声压值超越液体内部的静压强时，存在液体中的微小气泡（称作空腔或空化核）就会迅速增大，而在相继而来的声波正压相中，气泡会忽然绝热压缩。当压缩时，气泡的尺寸会变小，同时它所产生的巨大压力极有可能会使空腔完全消失，既有可能使它们完全闭合。因为在闭合之前的瞬时空腔及其四周微小的空间内呈现热点，造成高温高压区（压力可达几千个大气压，温度超过5万摄氏度），并伴有强大的冲击波和速度达400千米的射流。所以在空腔完全闭合的瞬时，由于出现这种极端的物理环境，只是中草药化学成分的细胞在溶剂中瞬时产生的空化泡的崩溃而破裂，以便溶剂浸透到细胞内部而使细胞中的化学成分溶于溶剂之中。

同时，超声波发生的振动效果增强了细胞内物质的释放、扩散及溶解。而且超声波破碎进程是一个物理进程，浸泡提取进程中无化学反应，被浸泡的化学成分的构造和性质不会产生变化，因此超声波的振动效果加强了细胞的破碎速度，缩短了破碎时间，促进了化学成分向溶剂中溶解。所以用超声波提取化学成分可以大大的减少提取时间，加强了提取率。化学成分的构造和性质也不会改变超声波作用时其效果不只取决于超声波的强度和频率，而且与被破碎物的结构有一定的关系。计算表明水中当超声波辐射面上的强度达300W/m2时就会形成空化现象，使被破碎的生物体和细胞完全破碎。从理论上讲，确定被破碎物所处介质中气泡的大小后即可选择适合的超声波频率。但事实上被破碎物所处介质中气泡的大小不是单一的，而是存在着一个分布范围。所以超声波的频率应有一定范围的变化，既有一个频率宽带。因而，频率宽带比单一频率效果又要好一些。今后我们将从这个角度深化研究。