超声波提取器
超声波提取器又称超声波提取仪,主要是通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。
应用领域
一、中药材提取
超声波提取器通过将中药材放入超声波提取机中,加入适量的溶剂,通过超声波的振动和加热作用,可以快速地将中药材中的有效成分提取出来,而且提取效率高,成分损失少。
二、食品加工
超声波提取器应用于食品加工领域。例如:
可以将水果、蔬菜等原料放入超声波提取器中,加入适量的水或乙醇,通过超声波的作用,可以快速地将原料中的有效成分提取出来,从而得到具有特定功能的食品添加剂或保健品。
三、生物制品提取
应用于生物制品的提取。例如:
可以将动物内脏、血液等原料放入超声波提取机中,加入适量的溶剂,通过超声波的作用,可以快速地将原料中的生物活性物质提取出来,从而得到各种生物制品,如蛋白质、酶等。
四、环保领域
应用于环保领域。例如:
可以将废气、废液等放入超声波提取机中,通过超声波的作用,可以快速地将废气、废液中的有害物质提取出来,从而减少环境污染。
常见故障及解决方法
1、功率不足
可能是由于超声波发生器故障或超声波换能器损坏导致。
解决方法:包括检查超声波发生器的电源连接是否正常,更换损坏的超声波换能器。
2、清洗效果差
可能是由于清洗液浓度不足或清洗时间不足引起。
解决方法;调整清洗液的浓度和增加清洗时间。
3、振荡频率异常
可能是由于超声波振荡器故障或控制系统问题导致。
解决方法:包括检查超声波振荡器的连接是否正常,重新设置控制系统参数。
4、换能器发热
可能是由于超声波换能器工作时间过长或工作频率不匹配引起。
解决方法;是减少超声波换能器的工作时间或调整工作频率。
5、清洗槽漏水
可能是由于密封件老化或清洗槽损坏导致。
解决方法:包括更换密封件或修复清洗槽。
6、清洗槽内部结垢
可能是由于清洗液中含有固体颗粒或清洗槽长时间未清洗引起。
解决方法:是定期清洗清洗槽并更换清洗液。
7、清洗槽温度异常
可能是由于加热系统故障或温度控制器失灵导致。
解决方法:包括检查加热系统和温度控制器的工作状态,及时修复或更换。
特点
1.提取效率高
超声波独具的物理特性能促使植物细胞组织破壁或变形,使中药有效成分提取更充分,提取率比传统工艺显著提高达50—500%
2.提取时间短
超声波强化中药提取通常在24—40分钟即可获得最佳提取率,提取时间较传统方法大大缩短2/3以上, 药材原材料处理量大
3.提取温度低
超声提取中药材的最佳温度在40—60℃,对遇热不稳定、易水解或氧化的药材中有效成分具有保护作用,同时大大节能能耗
4.适应性广
超声提取中药材不受成分极性、分子量大小的限制,适用于绝大多数种类中药材和各类成分的提取
5.提取药液杂质少,有效成分易于分离、纯化
6.提取工艺运行成本低,综合经济效益显著
7.操作简单易行,设备维护、保养方便
使用方法
1.往设备内注入溶剂,水提采用纯化水,醇提采用乙醇,溶剂通过预热。
2.当溶剂的液位高度达到筒体直径的3/4时,开启蒸汽阀门加热溶剂,温度加热至提取温度时,开始往超声波提取机内投料,投料均匀匀速。
3.同时开启主机电机,转速控制3r/min(转速可以根据提取时间的长度进行调整)。
4.当物料被输送至筒体长度的1/2时开启出料泵打内循环,同时开启过滤器、套料机、挤榨机。
5.当物料被输送至末端时开始出料,提取液通过过滤器的收集漏斗进入提取液暂储罐,注意控制溶剂进料量及提取液的量,控制好设备内页面高度。
工作原理
超声波提取器的原理主要基于超声波的空化效应、机械效应和热效应。
一,空化效应
1.一般物质内部结构或多或少地融解了一部分微气泡,这种气泡在超声波的作用下造成震动,当声压达到一个值时,气泡因为定项蔓延而扩大,产生共振腔的时候突然闭合,这便是超声波的空化效应。
2.这类气泡在闭合的时候则在周边造成几千个气压带来的压力,产生微激波,它可造成植物细胞壁及全部生物裂开,并且全部裂开全过程在一瞬间进行,有益于相关成分的溶出。
二,机械效应
1.在物质中传播,能使物质质点在传播方式空间中造成震动,进而加强物质蔓延、传播方式,这便是超声波的机械效应。
2.超声波在传播方式中产生了一种辐射压强,沿声波方位传播方式,对物料有极强的毁坏功效,可使细胞组织变形,植物蛋白质变性
3.它还能给与物质和悬浮体以不同瞬时速度,且物质分子的运动速率远大于悬浮体分子的运动速率。进而在二者间造成磨擦,这类摩擦力能使生物分子解聚,使细胞壁上的相关成分更高效的融解于溶液当中。
三,热效应
1.超声波在物质中传播的过积是个能量的传播和扩散过程,即超声波在物质传播方式中,其响声逐渐被物质质点消化吸收
2.物质把要消化吸收能量所有或绝大多数转化成热量,可能会导致物质自身和中药材机构的温度上升,降低了药品相关成分的融解速率。
3.在液体中,超声波产生快速的压力变化,形成膨胀和压缩的全过程,在膨胀过程中,液体中可能形成气泡或者被撕裂成小空穴,当这些气泡或空穴在压缩过程中闭合时,会产生高达3000MPa的瞬间压力,这就是所谓的空化作用。
4.这种极端的压力变化可以细化物质、制造乳液、加速目标成分进入溶剂,并提高提取率。
5.除空化作用,超声波还产生许多次级效应,如乳化、扩散、击碎和化学效应等,这些效应共同促进了目标成分的转移和提取。