Princip ultrazvučne ekstrakcije

Princip ultrazvučne ekstrakcije

Ultrazvuk (frekvencija između 20 kHz i 1 MHz) je mehanički talas koji zahtijeva širenje medija nositelja energije.

Princip ultrazvučne ekstrakcije je da se iskoristi efekat kavitacije, mehanički efekat i toplotni efekat ultrazvučnih talasa da se izvadi hemijski sastav uzorka povećanjem brzine kretanja molekula medija i povećanjem prodorne moći medija. Slijedi primjer kineske biljne medicine:

(1) Učinak kavitacije Općenito, neke mikromehurići su otopljeni više ili manje unutar medija. Ovi mehurići vibriraju pod djelovanjem ultrazvučnih valova. Kada zvučni pritisak dostigne određenu vrednost, mehurići se povećavaju usled usmerene difuzije, formirajući rezonantnu šupljinu. A onda se iznenada zatvori, to je efekat kavitacije ultrazvuka. Kada se mehur zatvori, stvara pritisak od nekoliko hiljada atmosfera oko njega, formirajući mikro šok, koji može izazvati pucanje ćelijskog zida biljke i čitavog organizma, a čitav proces rupture je završen u trenutku, što je povoljno za rastvaranje aktivnog sastojka.

(2) Mehanički efekat Širenje ultrazvučnih talasa u medijumu može prouzrokovati vibriranje čestica medija u svom prostoru širenja, čime se pojačava difuzija i širenje medija, što je mehanički učinak ultrazvučnih valova. Ultrazvučni talasi generišu neku vrstu radijacionog pritiska u procesu propagacije, koji se širi uzduž pravca zvučnih talasa, što ima snažno destruktivno dejstvo na materijal, koji može deformisati tkivo i denaturisati biljni protein. U isto vrijeme, može dati i medijum i suspenziju različitim ubrzanjima. Brzina molekula medija je mnogo brža od brzine molekula suspenzije. Na taj način se stvara trenje između ova dva elementa, koji mogu depolimerizovati biomolekule, tako da se aktivne komponente na ćelijskom zidu brže rastvaraju u rastvaraču.

(3) Termički efekat Kao i drugi fizički talasi, širenje ultrazvučnih talasa u mediju je takođe proces širenja i difuzije energije. To jest, za vrijeme širenja ultrazvučnih valova, akustična energija se kontinuirano apsorbira od strane čestica medija, i medij će ga apsorbirati. Sva ili većina energije pretvara se u toplotnu energiju, što dovodi do povećanja temperature samog medija i medicinskog tkiva, što povećava brzinu otapanja aktivnog sastojka lijeka. Kako je povećanje unutrašnje temperature tkiva lijeka uzrokovano apsorpcijom akustične energije trenutačno, biološka aktivnost ekstrahirane komponente može se održati konstantnom.