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超声波萃取机的原理

时间：2022-03-30

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核心提示：超声波是破坏细胞结构的一种有效手段。该效应可用于提取细胞内的物质。例如，从细胞基质中提取淀粉。超声波在暴露的液体中产生交

超声波是破坏细胞结构的一种有效手段。该效应可用于提取细胞内的物质。例如，从细胞基质中提取淀粉。
超声波在暴露的液体中产生交替的高压和低压。在低压循环期内，超声波在液体中产生真空小气泡，在高压循环过程中真空小泡剧烈的破裂，这种显现被称为空化。空化气泡的内爆引起强烈的流体动力剪切力。
剪切力可以将纤维，纤维状的材料分解成细胞颗粒并破坏细胞壁的结构。这将细胞内的物质，如淀粉和糖释放到液体中。除此之外，细胞壁材料被破碎成小碎片。
该效果可以用于有机物的发酵、消化和其他转换过程。在微磨和研磨之后，超声波使更多细胞内的物质进行转换，例如淀粉以及细胞壁碎片分别转换为糖和酶。它还增加了在液化或糖化过程中接触酶的表面积。这通常会增加酵母发酵和其他转换过程的速度和产量，例如提高生物质的乙醇产生。
通过超声波分解细胞结构(裂解)用于提取灭活微生物细胞内的化合物。
当以高强度超声处理液体时，传播到液体介质中的声波会产生交替的高压 (压缩) 和低压 (稀疏) 循环，其速率取决于频率。在低压循环期间，高强度的超声波会在液体中产生小的真空气泡或空隙。当气泡达到不能再吸收能量的体积时，它们在高压循环中剧烈地坍塌，这种现象称为空化。在爆炸期间，局部将达到非常高的温度(约5，000K)和压力(约2，000atm)。空化气泡的崩溃也导致液体射流高达280m/s的速度，所产生的剪切力机械地破坏细胞膜并改善材料转移。根据所采用的超声波参数，超声波对细胞有破坏性或建设性影响，取决于所使用的超声参数。

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