Tõhusa ja rohelise füüsilise ravimeetodina on ultraheli homogeniseerimise tehnoloogia viimastel aastatel kaevandamise valdkonnas olulisi eeliseid näidanud. See artikkel tutvustab süstemaatiliselt ultraheli homogeniseerimise tööpõhimõtet, analüüsib üksikasjalikult selle spetsiifilist rakendust taimede toimeainete, toidutoitainete ja meditsiiniliste koostisosade kaevandamisel, arutab selle tehnoloogia paremust võrreldes traditsiooniliste meetoditega ja loodab selle edasise arengusuundumusega.
2. ultraheli homogeniseerimise tehnoloogia tööpõhimõte
2.1 kavitatsiooni efekti mehhanism
Ultraheli homogeniseerimise põhifunktsioon tuleneb kavitatsiooni efektist - Kui kõrge - intensiivsusega ultrahelilained (tavaliselt 20 kHz - 1MHz) levivad vedelas söötmes, tekivad vahelduvad positiivsed ja negatiivsed rõhulained. Negatiivse rõhu poole - tsükli korral on vedelik mikromullide moodustamiseks tõmbepinge; Järgnevas positiivse rõhu poole - tsüklis kukuvad need mullid kiiresti kokku, tekitades koheselt kohaliku kõrge temperatuuri kuni 5000 000 ja kõrge rõhku 50MPa. See äärmuslik seisund võib tõhusalt hävitada raku seina struktuuri ja suurendada lahusti läbilaskvust.
2.2 Teisene mõju sünergistlik toime
Lisaks kavitatsiooniefektile annab ultraheli ka mitmesuguseid sünergistlikke mõjusid:
Mikropreeti löök: asümmeetriline mullide rebend tekitab mikrojuadreid, mille kiirus ületab 100 m/s
Nihkejõu efekt: kõrge - Sagedusvibratsioon tekitab tugevat mehaanilist nihkejõudu (kuni 10⁴S⁻)
Termiline efekt: energia muundamine põhjustab süsteemi temperatuuri mõõdukat tõusu (tavaliselt kontrollitakse 50 - 60 ℃)
Vaba radikaali efekt: · OH ja · H Aktiivsed vabad radikaalid genereeritakse veekeskkonnas
3. peamised rakendusalad
3.1 Taimede toimeainete ekstraheerimine
Flavonoidide ekstraheerimisel võib ultraheli abi suurendada ekstraheerimise kiirust 30 - 50%ja lühendada töötlemisaega mitmelt tunnilt 15 -ni 30 minutile. Näiteks Ginkgo lehtede ekstraheerimisel suurendas ultraheli ravi (40 kHz, 300W) võrreldes traditsioonilise etanooli refluksi meetodil kvertsetiini saagis 2,1% -lt 3,4% -ni.
Polüfenoolide kaevandamine oli ka märkimisväärselt kasulik. Oliivilehtede hüdroksütütosooli saagis pärast ultraheli ekstraheerimist (25 kHz, 80% amplituud) 20 minutit oli 22% suurem kui staatilise ekstraheerimise 24 tunni jooksul ja antioksüdantne aktiivsus oli puutumatum.
3.2 Rakendus toiduainetööstuses
Õli kaevandamise valdkonnas võib ultraheli eeltöötlus suurendada sojaoaõli ekstraheerimise kiirust 12 - 18%, vähendades samas lahusti kogust umbes 30%. Eriti tähelepanuväärne on see, et ultraheli tekitatud mikrokiirendus võib õli keharakkude membraani struktuuri tõhusalt hävitada, kuid see ei põhjusta rasvhapete olulist isomerisatsiooni.
Valkude ekstraheerimise osas võib impulss -ultraheliravi (20 kHz, impulsi intervall 1: 1) suurendada sojaoa valkude ekstraheerimise kiirust 68% -lt 85% -ni ja valgu dispersiooniindeksit (PDI) saab suurendada 15 protsendipunkti.
3.3 Meditsiiniliste koostisosade ekstraheerimine
Selliste alkaloidide, näiteks vinblastiini ekstraheerimiseks lühendab ultraheli ekstraheerimine ekstraheerimisaega 8 tunnilt 45 minutile ja suurendab saagikust 40%. Peamiste protsessiparameetrite uuringud näitavad, et ultraheli (40 kHz) on parim mõju 70% etanooli kontsentratsiooni tingimustel, 1:15 materjal - vedeliku suhe ja temperatuur 50 ° C.
Terpenoidsete ühendite ekstraheerimisel sobivad ultraheli tekitatud lokaalne kõrge temperatuur ja kõrgrõhk eriti lenduvate komponentide säilitamiseks. Piparmündiõli ultraheli ekstraheerimine mitte ainult ei lühenda aega 80%, vaid suurendab ka mentooli sisaldust 8 - 12% võrreldes aurudestilatsiooniga.






