㈠ 超聲波提取的簡介
超聲波提取(也稱為超聲波萃取)以其提取溫度低、提取率高、提取時間短的獨特優勢被具有創新意識者應用於中葯材和各種動、植物有效含量的提取,是替代傳統剪切工藝方法實現高效、節能、環保式提取的現代高新技術手段。
超聲波提取有兩層含義:超聲技術的應用和葯物中化學成分的提取。即利用超聲波所產生的的空化等特殊作用,將葯物中所含化學成分快速高效地提取出來的一項新的提取技術。
㈡ 超聲波清洗設備使用過程中常用的溶劑有哪些
1、溶劑型清洗劑
超聲波清洗設備的溶劑型清洗劑的主要目的是清洗機械部件上的油。以前的溶劑型清洗劑主要是三氯乙烯。由於三氯乙烯是一種處於強制淘汰階段的消耗臭氧物質(消耗臭氧物質)產品,長期使用三氯乙烯容易發生職業病,而且三氯乙烯不穩定,容易水解,因此可以腐蝕設備。在這方面廠家信譽好的超聲波清洗設備逐步開始使用無環保溶劑型清洗劑的臭氧消耗物質。
2、水性清洗劑
超聲波清洗設備的水性清洗是不同的,無論是零件,還是大型機械設備都能有很好的清洗效果,從而降低隨後清洗裝置在水基清洗劑中的清洗壓力。隨著清潔行業的不斷發展,越來越多的企業開始使用超聲波清洗設備,但由於對清洗方法的了解不足,導致清洗效果不理想。通常工業超聲波清洗機清洗物體通常是一些高清潔度的復雜零件,不易清洗重油、重銅和鋁製品、光學玻璃等。由於目前市場上的超聲波清洗設備本身大多是通過水浸清洗機,所以所有超聲波清洗設備使用的都是水性清洗劑,因此超聲波清洗設備是由超高頻振動來實現的。清洗效果好,所有的清洗劑本身的環境安全問題都會要求更高。
㈢ 超聲波萃取技術
超聲波提取中葯和天然葯物的簡易方法和機理說明:在容器中加入提取溶媒(水、乙醇或其他有機溶劑等),將中葯材根據需要粉碎或切成顆粒狀,放入提取溶媒中;容器的外壁粘接換能器振子或將振子密封於不銹鋼盒中投入容器中;開啟超聲波發生器,振子向提取溶媒中發出超聲波,超聲波在提取溶媒中產生的『空化效應』和機械作用一方面可有效地破碎葯材的細胞壁,使有效成分呈游離狀態並溶入提取溶媒中,另一方面可加速提取溶媒的分子運動,使得提取溶媒和葯材中的有效成分快速接觸,相互溶合、混合。
超聲波提取(也稱為萃取)以其提取溫度低、提取率高、提取時間短的獨特優勢被具有創新意識者應用於中葯材和各種動、植物有效含量的提取,是替代傳統剪切工藝方法實現高效、節能、環保式提取的現代高新技術手段。
㈣ 超聲波萃取的介紹
超聲波萃取利用超聲波輻射壓強產生的強烈空化應效應、機械振動、擾動效應、高的加速度、乳化、擴散、擊碎和攪拌作用等多級效應,增大物質分子運動頻率和速度,增加溶劑穿透力,從而加速目標成分進入溶劑,促進提取的進行。
㈤ 超聲波提取法的介紹
超聲波提取法是採用超聲波輔助溶劑進行提取,聲波產生高速、強烈的空化效應和攪拌作用,破壞植物葯材的細胞,使溶劑滲透到葯材細胞中,縮短提取時間,提高提取率。
㈥ 超聲波提取的介紹
超聲波提取分離主要是依據物質中有效成分和有效成分群體的存在狀態、極性、溶解性等設計的一項學科。合理利用超聲波振動的方法進行提取的新工藝,使溶劑快速地進入固體物質中,將其物質所含的有機成分盡可能完全地溶於溶劑之中,得到多成分混合提取液。利用超聲波技術來強化提取分離過程,可有效提高提取分離率,縮短提取時間、節約成本、甚至還可以提高產品的質量和產量。
㈦ 超聲波萃取的超聲波萃取原理
超聲波是一種彈性機械振動波,與電磁波本質上不同。因為電磁波在真空中傳播,而超聲波必須在介質中傳播,穿過介質時,形成膨脹和壓縮的全過程。
在液體中,膨脹過程形成負壓。如果超聲波能量足夠強,膨脹過程會在液體中生成氣泡或將液體撕裂成很小的空穴。這些空穴瞬間閉合,閉合時產生高達3000MPa 的瞬間壓力,稱為空化作用,整個過程在400μs 內完成。
空化作用細化物質以及製造乳液,加速目標成分進入溶劑,提高提取率。除空化作用外,超聲波的許多次級效應也都利於目標成分的轉移和提取。
成穴現象的重要意義在於氣泡破裂時發生的反應。一些點位,氣泡不再吸收超聲波能量,而產生內爆。氣泡或空穴里的氣體和蒸汽快速絕熱壓縮,產生極高的溫度和壓力 。
氣泡體積相對液體總體積來說極微,因此產生的熱量瞬間散失,對環境條件不會產生明顯影響,空穴泡破裂後的冷卻速度估計約為1010℃/s 。
超聲空穴提供能量和物質間獨特的相互作用,產生的高溫高壓能導致游離基和其它組份的形成 。
純液體中,空穴破裂時,由於周圍條件相同,因此總保持球形;然而緊靠固體邊界處,空穴的破裂是非均勻的,產生高速液體噴流,使膨脹氣泡的勢能轉化成液體噴流的動能,在氣泡中運動並穿透氣泡壁 。
噴射流在固體表面的沖擊力非常強,能對沖擊區造成極大的破壞,從而產生高活性的新鮮表面 。破裂氣泡形變在表面上產生的沖擊力比氣泡諧振產生的沖擊力要大數倍 。
超聲波的上述效應,從不同類型的樣品中提取各種目標成份是非常有效的。
施加超聲波,在有機溶劑和固體基質接觸面上產生的高溫、高壓,加之超聲波分解產生的游離基的氧化能等,從而提供了高的萃取能。
㈧ 超聲波提取原理
其原理主要是利用超聲波在液體中的空化作用加速植物有效成份的浸出提取。另外,還利用其次效應,如機械振動,擴散,擊碎等,使其加速被提取成份的擴散,釋放。
超聲波萃取中葯材的優越性,是基於超聲波的特殊物理性質。主要是主要通過壓電換能器產生的快速機械振動波來減少目標萃取物與樣品基體之間的作用力從而實現固--液萃取分離。
優點
1、提取效率高:超聲波獨具的物理特性能促使植物細胞組織破壁或變形,使中葯有效成分提取更充分,提取率比傳統工藝顯著提高達50—500%;
2、提取時間短:超聲波強化中葯提取通常在24—40分鍾即可獲得最佳提取率,提取時間較傳統方法大大縮短2/3以上, 葯材原材料處理量大;
3、提取溫度低:超聲提取中葯材的最佳溫度在40—60℃,對遇熱不穩定、易水解或氧化的葯材中有效成分具有保護作用,同時大大節能能耗;
以上內容參考:網路-超聲波提取
㈨ 超聲提取
准確稱取10g的土樣置於30mL玻璃瓶中,加入約2倍體積的提取劑,超聲提取一定時間,離心分離出提取液,重復兩次,樣品再用1倍體積提取液提取1次,分離出提取液,合並、凈化提取液。提取溶劑為丙酮∶正己烷=1∶1。
將提取溶液轉移到濃縮管濃縮,定容至1mL。通過GC/MS檢測10g土樣中污染物含量,其結果見表2.3,圖2.6可以更直觀地顯示測量結果。
表2.3 10g土樣超聲提取結果(單位:ng)
續表
圖2.6 超聲提取效果比較
從圖2.6可以看出,總體提取效果較好的為超聲提取20min(提取3次)。但對於後幾種分子量較大的化合物隨著提取時間的延長,回收率略有提高。
結果表明:在一定提取時間內,隨著振盪提取時間增長提取效高提高(5~25min),並且當超聲時間為20min時提取效果較好,但是當超聲時間過長,部分物質回收率會有所降低,這可能是隨著超聲(振盪)時間的延長,土壤顆粒被打碎成更小的顆粒(粒徑變小),土壤顆粒的比表面積和表面能迅速增大,反應向有利於吸附過程的方向發展,故某些組分回收率降低了。因此,超聲提取所用的時間對污染物的回收率會產生一定的影響,其萃取時間應控制在一定的范圍之內。
㈩ 超聲波的用途
超聲效應已廣泛用於實際,主要有如下幾方面:
超聲檢驗
超聲波的波長比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過不透明物質,這一特性已被廣泛用於超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現不透明物內部形象的技術。把從換能器發出的超聲波經聲透鏡聚焦在不透明試樣上,從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息(如對聲波的反射、吸收和散射的能力),經聲透鏡匯聚在壓電接收器上,所得電信號輸入放大器,利用掃描系統可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫療檢查方面獲得普遍應用,在微電子器件製造業中用來對大規模集成電路進行檢查,在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區域和晶粒間界等。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現不透明物的立體圖像的聲成像技術,其原理與光波的全息術基本相同,只是記錄手段不同而已(見全息術)。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器,它們分別發射兩束相乾的超聲波:一束透過被研究的物體後成為物波,另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖,用激光束照射聲全息圖,利用激光在聲全息圖上反射時產生的衍射效應而獲得物的重現像,通常用攝像機和電視機作實時觀察。
超聲處理
紀錄片 《匠心》增產調優 超聲興農
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利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
超聲波清洗
清洗的超聲波應用原理是由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質, 清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡,存在於液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增長,然後突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓力,破壞不溶性污物而使它們分散於清洗液中,當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫離,從而達到清洗件表面凈化的目的。
超聲波加濕器
理論研究表明,在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大.在中國北方乾燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣濕度,這就是超聲波加濕器的原理。如咽喉炎、氣管炎等疾病,很難利用血流使葯物到達患病的部位,利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效。利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎,從而減緩病痛,達到治癒的目的。超聲波在醫學方面應用非常廣泛,可以對物品進行殺菌消毒。
基礎研究
超聲波作用於介質後,在介質中產生聲弛豫過程,聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程,並在宏觀上表現出對聲波的吸收(見聲波)。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構,這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。普通聲波的波長遠大於固體中的原子間距,在此條件下固體可當作連續介質。但對頻率在1012Hz以上的特超聲波 ,波長可與固體中的原子間距相比擬,此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的 ,稱為聲子(見固體物理學)。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種准粒子的相互作用。對固體中特超聲的產生、檢測和傳播規律的研究,以及量子液體——液態氦中聲現象的研究構成了近代聲學的新領域。
研究超聲波的產生、傳播 、接收,以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產生超聲波的裝置有機械型超聲發生器(例如氣哨、汽笛和液哨等)、利用電磁感應和電磁作用原理製成的電動超聲發生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應製成的電聲換能器等。
超聲除油
將黏附有油污的製件放在除油液中,並使除油過程處於一定頻率的超聲波場作用下的除油過程,稱為超聲波除油。引入超聲波可以強化除油過程、縮短除油時間、提高除油質量、降低化學葯品的消耗量。尤其對復雜外形零件、小型精密零件、表面有難除污物的零件及絕緣材料製成的零件有顯著的除油效果,可以省去費時的手工勞動,防止零件的損傷。
超聲波除油的效果與零件的形狀、尺寸、表面油污性質、溶液成分、零件的放置位置等有關,因此,最佳的超聲波除油工藝要通過試驗確定。超聲波除油所用的頻率一般為30kHz左右。零件小時,採用高一些的頻率;零件大時,採用較低的頻率。超聲波是直線傳播的,難以達到被遮蔽的部分,因此應該使零件在除油槽內旋轉或翻動,以使其表面上各個部位都能得到超聲波的輻照,受到較好的除油效果。另外超聲波除油溶液的濃度和溫度要比相應的化學除油和電化學除油低,以免影響超聲波的傳播,也可減少金屬材料表面的腐蝕。
超聲波空泡煉油的化學原理
液體內部產生的強超聲波引發出高能量密集式空泡群,空泡爆炸時,在微小的空間內瞬間產生高達一千大氣壓的壓力和上千度的高溫。
在高壓高溫下,重油分子中C-C鍵斷裂,大分子的碳氫化合物分解為小分子的碳氫化合物; 原料中硫的有機化物在超聲波與空泡作用下,其C-S鍵發生斷裂,轉變為中間烯烴、正烷烴、芳烴和硫化氫。生成的烯烴在超聲波熱解過程中轉變為正烷烴和芳烴。
含硫份高的重油大分子轉化為低硫小分子的汽油和柴油。少量沒有轉化或轉化程度低的剩餘物用於制備高品質瀝青。
醫學超聲波檢查
醫學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性,即將超聲波發射到人體內,當它在體內遇到界面時會發生反射及折射,並且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線,或影象的特徵來辨別它們。此外再結合解剖學知識、正常與病理的改變,便可診斷所檢查的器官是否有病。
醫生們應用的超聲診斷方法有不同的形式,可分為A型、B型、M型及D型四大類。
A型:是以波形來顯示組織特徵的方法,主要用於測量器官的徑線,以判定其大小。可用來鑒別病變組織的一些物理特性,如實質性、液體或是氣體是否存在等。
B型:用平面圖形的形式來顯示被探查組織的具體情況。檢查時,首先將人體界面的反射信號轉變為強弱不同的光點,這些光點可通過熒光屏顯現出來,這種方法直觀性好,重復性強,可供前後對比,所以廣泛用於婦產科、泌尿、消化及心血管等系統疾病的診斷。
M型:是用於觀察活動界面時間變化的一種方法。最適用於檢查心臟的活動情況,其曲線的動態改變稱為超聲心動圖,可以用來觀察心臟各層結構的位置、活動狀態、結構的狀況等,多用於輔助心臟及大血管疫病的診斷。
D型:是專門用來檢測血液流動和器官活動的一種超聲診斷方法,又稱為多普勒超聲診斷法。可確定血管是否通暢、管腔是否狹窄、閉塞以及病變部位。新一代的D型超聲波還能定量地測定管腔內血液的流量。近幾年來科學家又發展了彩色編碼多普勒系統,可在超聲心動圖解剖標志的指示下,以不同顏色顯示血流的方向,色澤的深淺代表血流的流速。還有立體超聲顯象、超聲CT、超聲內窺鏡等超聲技術不斷涌現出來,並且還可以與其他檢查儀器結合使用,使疾病的診斷准確率大大提高。超聲波技術正在醫學界發揮著巨大的作用,隨著科學的進步,它將更加完善,將更好地造福於人類。
工業自動化控制
利用聲波反射、衍射、多普勒效應,製造超聲波物位計、超聲波液位計、超聲波流量計等。
超聲波提取生物納米(超聲波化學合成法)
超聲波化學反應中,起關鍵作用的是聲波的空化效應,在超聲波的輻照過程中,在液體里將發生空化氣泡的形成,長大和崩滅,當空化氣泡崩滅時產生一個覆蓋著的強壓力脈沖,產生許多獨特的性質,例如產生高達5000K的高溫,大於200Mpa的壓力,以及高達1010K/p的降溫速度,這就是超聲波化學合成的能量來源,Kcap、Okitso等將0.5μm的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中,再加入一種對Pd2,還原起促進作用的規類,然後用20KHz的超聲波輻照,在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd納米粒子。
超聲波制葯
1.注射用醫葯物質的分散——將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與葯物混合在水溶液中,經超聲分散,可以得到更小粒子(0.1um左右)供靜脈注射。
2.草葯提取——利用超聲分散破壞植物組織,加速溶劑穿透組織作用,提高中草葯有效成分提取率。如金雞納樹皮中全部生物鹼用一般方法侵出需5小時以上,採用超聲分散只要半小時即可完成。
3.制備混懸劑——在超聲空化和強烈攪拌下,將一種固體葯物分散在含有表面活性劑的水溶液中,可以形成1μm左右口服或靜脈注射混懸劑。例「靜注喜樹鹼混懸劑」「肝臟造影劑」、「硫酸鋇混懸劑」。
4.制備疫苗——將細胞或病毒藉助於超聲分散將其殺死以後,再用適當方法製成疫苗。
超聲波對化妝品的分散
為了更進一步提取葯物精華和粒子微細化,並節約生產成本,達到分散、乳化效果,使化妝品更深入滲透到肌膚里層,讓肌膚很好的吸收,發揮葯物的效力和作用,採用超聲波乳化可達到非常理想的效果。採用超聲分散,則不需要使用乳化劑,就能使蠟及石蠟乳化、化妝水等油的微粒子分散。石臘在水中分散的粒子直徑可達1μm以下。
超聲波對酒的醇化—催陳技術
一瓶美酒以它的酒味醇厚,綿軟柔和、芳香濃郁為人青睞,人們常用陳年老酒來形容酒的珍貴,一瓶上世紀的陳酒,標價幾萬元,其價格的含義在於時間的存放上。酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成,並進一步酯化,酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇,有辛辣味,這種氣味要經過很長時間才能化解,這個緩慢變化稱酒的醇化。用功率1.6KW,頻率17.5kHz~22kHz的超聲波處理5min~10min,可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。