超聲波在分離技術方面的應用

超聲波在提取方面的應用目前超聲波在提取方面的應用已日益廣泛, 并且在中藥提取方面已經工業化。我國傳統中藥的提取存在溶劑耗量大、萃取時間長、萃取溫度高、工藝路線長、萃取效率低等缺點, 導致中藥產品中殘留溶劑含量高、有效成分含量低、質量難以控制、藥效不明顯等主要問題, 產品價格低, 國際市場競爭力不強, 極大地制約了我國中藥現代化的進程。而超聲用于中藥的提取則能明顯地減少溶劑耗量、縮短萃取時間, 在較低的溫度下就可實現高的提取率, 而且不會破壞中藥中的有效成分, 可廣泛用于中藥中皂苷、生物堿、黃酮、蒽醌類、有機酸及多糖等成分的提取。超聲波由超聲空化引起的, 由變幅桿端部發出的強超聲波,激活反應容器內液體中的空化氣泡在崩潰時伴隨發生沖擊波或射流作用于細胞壁并使其破裂。目前超臨界CO2 萃取由于具有綠色無污染、溶劑殘留量少或沒有、產品有效成分不易失活、產品質量高等優點, 成為近年來研究的熱點。但同時該技術存在著萃取壓力較高、時間長、萃取率較低、夾帶劑用量大以及能耗高等缺點, 極大地限制了其工業化應用。若將超聲應用于超臨界流體萃取則可以明顯降低萃取系統的壓力和溫度, 減少夾帶劑用量和縮短萃取時間, 而且萃取率也有明顯的提高。Riera E 對超聲強化超臨界CO2 流體從杏仁顆粒中萃取油脂進行了研究。實驗采用20 kHz、50 W的超聲。結果顯示, 超臨界CO2 中附加超聲與沒有附加超聲相比, 在相同的萃取率下, 杏仁油的萃取時間縮短了30 ; 而在相同的萃取時間內, 萃取率提高了20 。另外在較低的功率條件下,超聲波的換能器可作為一種高靈敏度的探針顯示超臨界流體的相行為。目前超聲用于提取方面的研究主要限于單頻率的超聲, 而對兩種或兩種以上的多頻超聲同時輻照強化提取方面的研究很少。這方面的研究是近幾年才投入研究的一個新課題。有實驗顯示雙頻、三頻超聲正交輻照可以使聲化學產額顯著提高,國內由于投入該項研究處于起步階段, 很多方面的研究, 如頻率的選擇、超聲發射位置的布局、功率的搭配等方面尚需進一步深化。作者實驗室正在進行多頻超聲從苦木中提取生物堿的研究, 已取得了可喜的階段性研究成果。