L’extracció d’ultrasons és una tecnologia d’extracció moderna que utilitza energia ultrasònica per accelerar l’alliberament de components objectiu de matrius sòlides o líquides. Aquesta tecnologia millora significativament l’eficiència d’extracció mitjançant l’efecte de cavitació, la vibració mecànica i l’efecte tèrmic generat per l’ecografia, alhora que redueix la quantitat de dissolvent utilitzat i el temps d’extracció.
El sistema d’extracció d’ultrasons típic consisteix en un generador d’ultrasons, un transductor i una trompa.
2. Principi de funcionament de l’extracció d’ultrasons
2.1. Efecte de cavitació
Quan les ones ultrasòniques es propaguen en líquids, produeixen cicles de pressió d'alta - baixa - baixa - En l’etapa de baixa - pressió, es formen petites bombolles de buit al líquid; En l'etapa d'alta - pressió, aquestes bombolles es col·lapsen ràpidament, produint temperatures altes locals (uns 5.000k) i altes pressions (aproximadament 1000atm). Aquest fenomen s’anomena efecte de cavitació. L’efecte de cavitació pot destruir l’estructura de la paret cel·lular i promoure l’alliberament de substàncies intracel·lulars.
2.2. Efecte mecànic
La força de vibració i cisalla generada quan les ones ultrasòniques es propaguen en el medi ajuden a trencar les forces intermoleculars entre substàncies i millorar el procés de transferència de massa.
2.3. Efecte tèrmic
Una part de l’energia d’ultrasons es converteix en energia tèrmica, que augmenta moderadament la temperatura del sistema, redueix la viscositat del dissolvent i augmenta la taxa de difusió.
3. Principals avantatges de l’extracció d’ultrasons
Alta eficiència: el temps d’extracció es pot escurçar en un 50 - 90%
Funcionament de baixa temperatura: adequat per a l'extracció de components inestables tèrmicament
Alta taxa d’extracció: més disrupció cel·lular
Estalvi d’energia i protecció ambiental: el consum de dissolvents es redueix en un 30 - 60%
Fàcil funcionament: equips senzills, fàcils d’escalar
4. Camps d’aplicació d’extracció d’ultrasons
4.1. Extracció de productes naturals
• Ingredients actius de plantes (flavonoides, alcaloides, polisacàrids, etc.)
• Extracció d’oli essencial
• Extracció de pigments
2.2 Indústria alimentària
• Extracció d’ingredients funcionals
• Extracció de substàncies de sabor
• Separació de proteïnes
2.3. Anàlisi ambiental
• Extracció de contaminants orgànics del sòl i dels sediments
• Extracció de residus de pesticides en menjar
2.4. Indústria farmacèutica
• Extracció d’ingredients actius de la medicina tradicional xinesa
• Extracció de precursors de fàrmacs
5. Tipus d’equips d’extracció d’ultrasons
Netejador d’ultrasons: Extracció de laboratori a petita escala
Sistema d’extracció d’ultrasons de tipus sonda: potència de mitjana a alta, pot manejar mostres d’alta viscositat
Sistema d’extracció d’ultrasons de flux continu: Producció a gran escala industrial
