超音波抽出技術の働き原理と利点

超音波抽出技術は、植物から生理活性化合物を単離するための好ましい技術である。超音波は、20 kHz以上の周波数を持つ機械的な音波を指しますが、10 MHz未満の超音波抽出は、通常、より低い周波数範囲(16 kHz-100 kHz)を使用し、高い周波数は過剰なエネルギーを引き起こす可能性があり、植物構造中の活性成分の劣化につながる可能性があります。

超音波処理は、非常に短い抽出時間で高い抽出の収率を得る、完全な抽出を可能にします。効率的な抽出方法として、超音波抽出は、食品、サプリメント、および医薬品で使用するための高品質の抽出物を得ながら、コストと時間の両方を節約します。

01 動作のしくみ

超音波抽出は、超音波キャビテーションの作業原理に基づいており、純粋に機械的な処理です。高剪断ミキサーと同様に、ソトロードはプロセス媒体内でのみ機械的剪断力を発生させる。超音波抽出自体は、非熱、化学薬品フリー抽出技術です。

超音波キャビテーションは、繰り返し高圧と低圧サイクルに基づいて、高出力で発生する超音波または超音波キャビテーションです。超音波処理の交互の高圧と低圧サイクル毎秒20,000回は、強烈なせん断力と液体ジェットを作成します。この極度の応力は、膜の選択性を克服し、細胞壁を穿穿および破壊し、内部細胞と周囲の溶媒との間で高品質の輸送を生じる。超音波抽出により、より高い収率と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、抽出結果は標準化された抽出品質のために繰り返すことができる。

超音波キャビテーションは、非常に高い差圧や高剪断力などの極端な条件につながる可能性があります。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、マイクロジェットや粒子間衝突は、粒子破裂、ソノポレーション(細胞壁および膜の穿穿)、細胞性などの効果を生み出すことができます。さらに、液体媒体中のキャビテーション気泡の破裂は、乱気流および攪拌を生じ、細胞内部と周囲の溶媒との間の物質移動を促進する。超音波放射は、液体ジェットによって誘発されるマイクロモーション、材料の圧縮および圧縮解除、および後続の細胞壁破壊などのキャビテーションおよびその関連メカニズムを誘導するので、大量移送プロセスを強化する効率的な方法です。

02利点

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、超音波抽出は、抽出収率を向上させ、より健康的な抽出物を結果にすることを意味します。これは、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回避し、生物学的に活性な物質を維持することができる、低温での動作の特性によるものです。超音波抽出は、簡単で安全で正確に制御可能なアプリケーションです。非熱抽出法として、超音波処理は低温で行うことができるので、熱的に敏感で、熱的に不安定な物質の劣化を回避します。超音波抽出はまた、移動超音波が細胞壁を破壊するように、生産時間を大幅に短縮することができ、それによって、植物材料から溶媒への有効成分の移動時間を短縮する。

03 超音波抽出の効果

超音波細胞破壊および増加した質量移動超音波は、固体マトリックスの周りの境界層の細胞破壊および強化された質量移動による抽出プロセスを支援することができます。細胞壁および膜の穿壁として、超音波は細胞壁および膜の透過性を高めることができる、しばしば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。

熱と圧力の違い、衝撃波、せん断力、液体ジェット、マイクロ流体などの超音波誘導キャビテーションの機械的効果は、細胞内部への溶媒の浸透を高め、細胞と溶媒間の物質移動を改善し、細胞間物質が溶媒に移される。

04サマリー

超音波抽出技術は、植物から有効成分を抽出するために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います。従来の抽出方法と比較して、超音波支援抽出方法は、低エネルギー消費、短い抽出時間、活性化合物の破壊の少ない、高い抽出収率などの様々な利点のために、より魅力的になります。