एक कुशल और हरे रंग की शारीरिक उपचार विधि के रूप में, अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजेशन तकनीक ने हाल के वर्षों में निष्कर्षण के क्षेत्र में महत्वपूर्ण लाभ दिखाए हैं। यह लेख व्यवस्थित रूप से अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजेशन के कार्य सिद्धांत का परिचय देता है, प्लांट सक्रिय अवयवों, खाद्य पोषक तत्वों और औषधीय अवयवों के निष्कर्षण में इसके विशिष्ट अनुप्रयोग का विस्तार से विश्लेषण करता है, पारंपरिक तरीकों की तुलना में इस तकनीक की श्रेष्ठता पर चर्चा करता है, और इसके भविष्य के विकास की प्रवृत्ति के लिए तत्पर है।
2। अल्ट्रासोनिक समरूपता प्रौद्योगिकी का कार्य सिद्धांत
2.1 गुहा का प्रभाव तंत्र
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजेशन का मुख्य कार्य गुहिकायन प्रभाव से आता है - जब उच्च - तीव्रता अल्ट्रासोनिक तरंगें (आमतौर पर 20kHz - 1MHz) एक तरल माध्यम में प्रचार करती हैं, तो वैकल्पिक और नकारात्मक दबाव तरंगें उत्पन्न होती हैं। नकारात्मक दबाव आधे में - चक्र, तरल को माइक्रोबबल बनाने के लिए तन्य तनाव के अधीन किया जाता है; बाद के सकारात्मक दबाव में आधा - चक्र में, ये बुलबुले तेजी से ढह जाते हैं, तुरंत 5000k तक के स्थानीय उच्च तापमान और 50mpa के उच्च दबाव पैदा करते हैं। यह चरम स्थिति सेल की दीवार संरचना को प्रभावी ढंग से नष्ट कर सकती है और विलायक पारगम्यता को बढ़ा सकती है।
2.2 द्वितीयक प्रभाव synergistic प्रभाव
गुहिकायन प्रभाव के अलावा, अल्ट्रासाउंड विभिन्न प्रकार के सहक्रियात्मक प्रभाव भी पैदा करता है:
Microjet प्रभाव: असममित बुलबुला टूटना 100m/s से अधिक की गति के साथ microjets का उत्पादन करता है
कतरनी बल प्रभाव: उच्च - आवृत्ति कंपन मजबूत यांत्रिक कतरनी बल का उत्पादन करता है (10⁴s⁻⁻ तक)
थर्मल प्रभाव: ऊर्जा रूपांतरण प्रणाली के तापमान में एक मध्यम वृद्धि का कारण बनता है (आमतौर पर 50 पर नियंत्रित किया जाता है - 60 ℃)
मुक्त कट्टरपंथी प्रभाव: · ओह और एच · एच सक्रिय मुक्त कण जल माध्यम में उत्पन्न होते हैं
3। मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र
3.1 संयंत्र सक्रिय सामग्री का निष्कर्षण
फ्लेवोनोइड्स के निष्कर्षण में, अल्ट्रासोनिक सहायता निष्कर्षण दर को 30 - 50%तक बढ़ा सकती है, और प्रसंस्करण समय को कई घंटों से 15 से 15 मिनट तक छोटा कर सकती है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक इथेनॉल रिफ्लक्स विधि की तुलना में, जिन्कगो पत्तियों के निष्कर्षण में, अल्ट्रासोनिक उपचार (40KHz, 300W) ने क्वेरसेटिन की उपज को 2.1% से बढ़ाकर 3.4% तक बढ़ा दिया।
पॉलीफेनोल्स के निष्कर्षण को भी काफी फायदा हुआ। 20 मिनट के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण (25kHz, 80% आयाम) के बाद जैतून के पत्तों की हाइड्रॉक्सिट्रोसोल उपज 24 घंटे के लिए स्थिर निष्कर्षण की तुलना में 22% अधिक थी, और एंटीऑक्सिडेंट गतिविधि अधिक बरकरार थी।
3.2 खाद्य उद्योग में आवेदन
तेल निष्कर्षण के क्षेत्र में, अल्ट्रासोनिक दिखावा सोयाबीन तेल की निष्कर्षण दर को 12 - 18%तक बढ़ा सकता है, जबकि विलायक की मात्रा को लगभग 30%तक कम कर सकता है। यह विशेष रूप से उल्लेखनीय है कि अल्ट्रासाउंड द्वारा उत्पन्न माइक्रोकैविटेशन प्रभावी रूप से तेल शरीर की कोशिकाओं की झिल्ली संरचना को नष्ट कर सकता है, लेकिन फैटी एसिड के महत्वपूर्ण आइसोमेराइजेशन का कारण नहीं होगा।
प्रोटीन निष्कर्षण के संदर्भ में, स्पंदित अल्ट्रासोनिक उपचार (20kHz, पल्स अंतराल 1: 1) सोयाबीन प्रोटीन निष्कर्षण दर को 68% से 85% तक बढ़ा सकता है, और प्रोटीन फैलाव सूचकांक (PDI) को 15 प्रतिशत अंक बढ़ाया जा सकता है।
3.3 औषधीय अवयवों का निष्कर्षण
Vinblastine, अल्ट्रासाउंड जैसे अल्कलॉइड्स के निष्कर्षण के लिए। सहायता प्राप्त निष्कर्षण 8 घंटे से 45 मिनट तक निष्कर्षण समय को कम करता है, और उपज को 40%बढ़ाता है। प्रमुख प्रक्रिया मापदंडों पर अध्ययन से पता चलता है कि अल्ट्रासाउंड (40kHz) का 70% इथेनॉल एकाग्रता, 1:15 सामग्री - तरल अनुपात, और 50 डिग्री सेल्सियस तापमान की शर्तों के तहत सबसे अच्छा प्रभाव पड़ता है।
टेरपेनॉइड यौगिकों के निष्कर्षण में, अल्ट्रासाउंड द्वारा उत्पन्न स्थानीय उच्च तापमान और उच्च दबाव विशेष रूप से वाष्पशील घटकों के प्रतिधारण के लिए उपयुक्त हैं। पेपरमिंट तेल का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण न केवल 80% तक कम हो जाता है, बल्कि भाप आसवन की तुलना में मेन्थॉल सामग्री को 8 - 12% तक बढ़ाता है।






