超音波抽出技術の動作原理と利点

超音波抽出技術は、植物から生物活性化合物を分離するための好ましい技術です。 超音波とは、周波数が20kHzを超え10MHz未満の機械的な音波を指します。 超音波抽出では通常、より狭い周波数範囲（16 kHz〜100 kHz）を使用します。これは、周波数が高いと過剰なエネルギーが発生し、植物構造の活性成分が劣化する可能性があるためです。

超音波処理により完全な抽出が可能になり、非常に短い抽出時間で高い抽出収率が得られます。 効率的な抽出方法として、超音波抽出はコストと時間の両方を節約し、食品、サプリメント、医薬品で使用するための高品質の抽出物を生成します。

01

動作原理

超音波抽出は、超音波キャビテーションの動作原理に基づいており、純粋に機械的な処理です。 高せん断ミキサーと同様に、ソノトロードはプロセス媒体でのみ機械的せん断力を生成します。 超音波抽出自体は、-熱的、化学的-フリーの抽出技術です。

超音波キャビテーションは、高圧と低圧の繰り返しの-圧力サイクルに基づいて、高出力で発生する音波または超音波キャビテーションです。 超音波処理の高圧サイクルと低圧サイクルを交互に1秒間に20回、000回行うと、強いせん断力と液体ジェットが発生します。 この極端なストレスは、膜の選択性を克服し、細胞壁に穴を開けて破壊し、内部細胞と周囲の溶媒との間の高品質の輸送をもたらします。 超音波抽出により、より高い収率とより短い抽出時間を達成することができます。 超音波抽出は繰り返し可能なプロセスであるため、標準化された抽出品質のために抽出結果を繰り返すことができます。

超音波キャビテーションは、非常に高い差圧や高いせん断力などの極端な条件を局所的に引き起こす可能性があります。 キャビテーション気泡が固体（粒子、植物細胞、組織など）の表面に破裂すると、マイクロジェットと-粒子間の衝突により、粒子の破裂、ソノポレーション（細胞壁や膜の穿孔）などの影響が生じる可能性があります。と細胞性。 さらに、液体媒体中のキャビテーション気泡の破裂は、乱流と攪拌を引き起こし、セルの内部と周囲の溶媒との間の物質移動を促進します。 超音波は、液体ジェットによって引き起こされる微動、材料の圧縮と減圧、それに続く細胞壁の破壊など、キャビテーションとそれに関連するメカニズムを誘発するため、超音波放射は物質移動プロセスを強化する効率的な方法です。

02

アドバンテージ

超音波抽出は、溶媒の量を減らし、溶媒の量をより穏やかにすることができます。 これは、超音波抽出が抽出収率を高め、より健康的な抽出物をもたらすことを意味します。 これは、低温での動作という特徴により、温度要因による熱損失を低減するだけでなく、低沸点による物質の気化を防ぎ、生物活性物質を維持することができます。 超音波抽出は、シンプルで安全、そして正確に制御されたアプリケーションです。 非-熱抽出法として、超音波処理を低温で実行できるため、熱に敏感で熱的に不安定な物質の劣化を回避できます。 超音波抽出は、進行する超音波が細胞壁を破壊するため、生産時間を大幅に短縮することもできます。これにより、植物材料から溶媒への有効成分の移動時間が短縮されます。

03

超音波抽出の効果

超音波細胞破壊と物質移動の増加超音波は、細胞破壊と固体マトリックス周辺の境界層での物質移動の強化により、抽出プロセスを支援します。 細胞壁と膜の穿孔として、超音波は細胞壁と膜の透過性を高めることができます。これは、細胞が超音波によって完全に破壊される前の中間段階であることがよくあります。

熱と圧力の差、衝撃波、せん断力、液体ジェット、マイクロフルイディクスなど、超音波-によって誘発されるキャビテーションの機械的効果により、細胞内部への溶媒の浸透が促進され、細胞と溶媒間の物質移動が改善されます。溶媒に移される細胞間物質。

04

要約する

超音波抽出技術は、超音波によって生成されたキャビテーションを使用して、植物から有効成分を抽出します。 従来の抽出方法と比較して、超音波-支援抽出方法は、エネルギー消費量が少なく、抽出時間が短く、活性化合物の破壊が少なく、抽出収率が高いなど、さまざまな利点があるため、より魅力的になります。