أخبار - كيفية استخدام المتجانس بالموجات فوق الصوتية لاستخراج

كيف تحدث التكنولوجيا بالموجات فوق الصوتية عن عمليات الاستخراج الحديثة؟

520 كلمة | آخر تحديث: 2025-03-31 | By فيونا - باور سونيك

المؤلف : فيونا - باور سونيك

آلة لحام بالموجات فوق الصوتية، آلة القطع بالموجات فوق الصوتية، الخالط بالموجات فوق الصوتية/sonicator، البخاخ بالموجات فوق الصوتية

نحن نقدم حلولاً مخصصة ومبتكرة ومستدامة.

كطريقة علاجية فعالة وخضراء ، أظهرت تقنية التجانس بالموجات فوق الصوتية مزايا كبيرة في مجال الاستخراج في السنوات الأخيرة. تقدم هذه المقالة بشكل منهجي مبدأ العمل للتجانس بالموجات فوق الصوتية ، ويتحلل بالتفصيل تطبيقها المحدد في استخراج المكونات النشطة للنبات ، والمواد الغذائية الغذائية والمكونات الطبية ، ويناقش تفوق هذه التكنولوجيا مقارنة بالطرق التقليدية ، ويتطلع إلى اتجاه التطوير المستقبلي.

2. مبدأ العمل لتكنولوجيا التجانس بالموجات فوق الصوتية

2.1 آلية تأثير التجويف
الوظيفة الأساسية للتجانس بالموجات فوق الصوتية تأتي من تأثير التجويف - عندما تنتشر موجات الموجات فوق الصوتية عالية الشدة (عادة 20 كيلو هرتز - 1MHz) في وسط سائل ، يتم إنشاء موجات الضغط الإيجابية والسلبية بالتناوب. في نصف الضغط السلبي - دورة ، يتعرض السائل لإجهاد الشد لتشكيل microbubbles ؛ في نصف الضغط الإيجابي اللاحق - الدورة ، تنهار هذه الفقاعات بسرعة ، مما يولد على الفور درجات حرارة عالية محلية تصل إلى 5000 ألف وضغوط عالية من 50 ميجا باسكال. يمكن أن تدمر هذه الحالة القصوى بفعالية بنية جدار الخلية وزيادة نفاذية المذيبات.

2.2 التأثيرات الثانوية التأثير التآزري
بالإضافة إلى تأثير التجويف ، تنتج الموجات فوق الصوتية أيضًا مجموعة متنوعة من الآثار التآزرية:

تأثير ميكروليت: تمزق الفقاعة غير المتماثلة ينتج ميكروجيرات بسرعة تتجاوز 100 متر/ثانية
تأثير قوة القص: عالية - اهتزاز التردد ينتج قوة قص ميكانيكية قوية (تصل إلى 10⁴S⁻)
التأثير الحراري: يؤدي تحويل الطاقة إلى زيادة معتدلة في درجة حرارة النظام (عادة ما يتم التحكم فيها عند 50 - 60 ℃)
التأثير الجذري الحرة: · OH و · يتم إنشاء الجذور الحرة النشطة في وسط الماء

3. مجالات التطبيق الرئيسية

3.1 استخراج المكونات النشطة للنبات
في استخراج الفلافونويد ، يمكن للمساعدة بالموجات فوق الصوتية زيادة معدل الاستخراج بنسبة 30 - 50 ٪ ، وتقصير وقت المعالجة من عدة ساعات إلى 15 - 30 دقيقة. على سبيل المثال ، في استخراج أوراق Ginkgo ، مقارنةً بطريقة ارتجاع الإيثانول التقليدية ، زاد العلاج بالموجات فوق الصوتية (40 كيلو هرتز ، 300 واط) من عائد كيرسيتين من 2.1 ٪ إلى 3.4 ٪.
استخراج البوليفينول أيضا استفاد بشكل كبير. كان عائد هيدروكسيتروسول من أوراق الزيتون بعد استخراج الموجات فوق الصوتية (25 كيلو هرتز ، والسعة 80 ٪) لمدة 20 دقيقة أعلى بنسبة 22 ٪ من الاستخراج الثابت لمدة 24 ساعة ، وكان نشاط مضادات الأكسدة أكثر سهولة.

3.2 التطبيق في صناعة المواد الغذائية
في مجال استخراج النفط ، يمكن أن يزيد المعالجة بالموجات فوق الصوتية من معدل استخراج زيت فول الصويا بنسبة 12 - 18 ٪ ، مع تقليل كمية المذيبات بحوالي 30 ٪. من الجدير بالملاحظة بشكل خاص أن التصفيات الدقيقة الناتجة عن الموجات فوق الصوتية يمكن أن تدمر بفعالية بنية الغشاء لخلايا جسم الزيت ، ولكنها لن تسبب إيزومرات كبيرة من الأحماض الدهنية.
من حيث استخراج البروتين ، يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية النبضي (20 كيلو هرتز ، فاصل النبض 1: 1) زيادة معدل استخراج بروتين فول الصويا من 68 ٪ إلى 85 ٪ ، ويمكن زيادة مؤشر تشتت البروتين (PDI) بمقدار 15 نقطة مئوية.

3.3 استخراج المكونات الطبية
لاستخراج قلويدات مثل vinblastine ، تقصير الموجات فوق الصوتية - الاستخراج بمساعدة من وقت الاستخراج من 8 ساعات إلى 45 دقيقة ، ويزيد العائد بنسبة 40 ٪. تُظهر الدراسات التي أجريت على معلمات العملية الرئيسية أن الموجات فوق الصوتية (40 كيلو هرتز) لها أفضل تأثير في ظل ظروف تركيز الإيثانول بنسبة 70 ٪ ، 1:15 مادة - نسبة السائل ، ودرجة حرارة 50 درجة مئوية.
في استخراج مركبات تيربينويد ، فإن درجة الحرارة المرتفعة المحلية والضغط العالي الناتج عن الموجات فوق الصوتية مناسبة بشكل خاص للاحتفاظ بالمكونات المتطايرة. الاستخراج بالموجات فوق الصوتية لزيت النعناع لا يقلل من الوقت بنسبة 80 ٪ فحسب ، بل يزيد أيضًا من محتوى المنثول بنسبة 8 - 12 ٪ مقارنة بتقطير البخار.

ما هي معدات المستحلب بالموجات فوق الصوتية؟