초음파 추출의 기본 원리와 기존 문제

추출 에너지에 큰 에너지의 초음파가 작용할 때, 진동이 드문 드문 한 상태에서, 천연물 추출 장치에 의해 매체가 많은 작은 구멍으로 찢어지고, 이들 작은 구멍은 순간적으로 닫히고 순간 압력은 최대 닫히면 수천 개의 대기가 생성됩니다. 즉, 캐비테이션입니다. 다양한 성분의 추출 및 분리에 대한 초음파의 강화 효과는 주로 캐비테이션 때문입니다.

캐비테이션에서 작은 기포가 터져 발생하는 극한의 압력으로 인해 세포벽과 전체 유기체가 파열되어 파단 시간이 단축되고 초음파에 의해 발생 된 진동이 방출, 확산 및 세포 내 물질의 용해. 추출 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 초음파 파괴 공정은 화학 반응이 일어나지 않고 추출되는 생물학적 활성 물질이 변하지 않는 물리적 공정이다.

캐비테이션 동안, 액체의 작은 기포 핵은 고강도 초음파의 작용에 의해 진동, 성장, 수축 및 붕괴되며, 매우 짧은 붕괴 시간에 캐비테이션 버블 주위에 고온 및 고압을 발생시킨다. 400km / h 이상의 강한 충격파 및 마이크로 제트는 고체 표면의 박리, 에칭 및 분쇄를위한 새로운 활성 표면을 생성합니다. 이 계면 효과는 물질 전달 표면적을 증가시킵니다. 캐비테이션 동안 생성 된 난류 효과는 고체-액체 계면에서 물질 전달 경계층을 얇게 만들어 다른 방법보다 계면 층에서 용질의 농도 구배를 훨씬 빠르게 감소시킵니다. 캐비테이션에 의한 섭동 효과는 고체-액체 물질 전달 과정에서 미세 기공 확산을 강화시켜 와상 확산을 향상시키고 추출 과정을 가속화합니다. 초음파 주파수가 증가하고 추출 시간이 길어지며 초음파 필드에 의해 생성 된 에너지 흡수 효과로 인해 추출물의 온도가 상승합니다. 난류 효과, 섭동 효과, 계면 효과 및 에너지 집중 효과는 시스템의 주파수, 전력 및 온도와 관련이 있습니다. 천연물 추출 공정에서, 세포벽 파손, 용질 확산 및 평형 속도는 단위 면적당 초음파 전력과 관련이 있으며, 둘 다 추출 효율 및 회수율에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 저주파 고출력 초음파가 일반적으로 사용된다.

초음파 추출은 실험실에서 작은 샘플을 준비하는 데 매우 효과적이며 특히 분석 샘플을 처리하는 데 널리 사용되었지만 신속하고 효율적인 특성이 널리 인식되었지만 초음파 필드의 범위와 강도는 각각 제한됩니다 시각. 가공 된 재료의 양, 효과적인 엔지니어링 증폭 방법 및 방법의 부족으로 인해 대규모 생산에 적용이 제한됩니다.