Ultraschall-Extraktionstechnologie

Ultraschall bezieht sich auf die Frequenz einer elektromagnetischen Welle von 20 kHz bis 50 MHz. Es handelt sich um eine Art mechanische Welle, die zur Ausbreitung einen Energieträger – ein Medium – benötigt. Beim Ultraschallübertragungsprozess gibt es abwechselnd positive und negative Druckzyklen. In der positiven Phase erzeugen die Mediummoleküle eine Extrusion und erhöhen die ursprüngliche Dichte des Mediums. Wenn die Phase negativ ist, sind die mittleren Moleküle spärlich und diskret und die mittlere Dichte nimmt ab.

Das heißt, Ultraschall kann keine polarisierten Moleküle innerhalb der Probe erzeugen, sondern zwischen Lösungsmittel und Probe einen akustischen Kavitationseffekt erzeugen, der zur Blasenbildung, zum Wachstum und zur komprimierten Sprengung der Lösung führt, so dass die Dispersion einer festen Probe, die Kontaktfläche zwischen der Probe und der Lösungsmittelextraktion vergrößert und die Massentransferrate des Ziels von der festen Phase zur flüssigen Phase verbessert wird.

In der industriellen Anwendung ist der Einsatz von Ultraschallreinigung, Trocknung, Sterilisation, Zerstäubung und zerstörungsfreier Prüfung eine sehr ausgereifte und weit verbreitete Technologie. Das Prinzip der Ultraschallextraktion Der Vorteil der Ultraschallextraktion chinesischer Arzneimittel beruht auf den besonderen physikalischen Eigenschaften des Ultraschalls. Die Fest-Flüssigkeits-Extraktionstrennung wird durch Reduzierung der Kraft zwischen dem Zielextrakt und der Probenmatrix durch die schnelle mechanische Vibrationswelle erreicht, die vom piezoelektrischen Wandler erzeugt wird.

(1) Beschleunigen Sie die Bewegung mittlerer Partikel. Wenn die Ultraschallwellenfrequenz im kontinuierlichen Medium (z. B. Wasser) höher als 20 kHz ist, werden Medienpartikel (einschließlich der wichtigen wirksamen Komponenten medizinischer Materialien) gemäß dem Huygens-Wellenprinzip dazu veranlasst, sich auf der Wellenfront ihrer Ausbreitung zu bewegen, so dass die Bewegung der Medienpartikel eine enorme Beschleunigung und kinetische Energie erhält. Die Beschleunigung eines Teilchens kann auf mehr als das Zweitausendfache der Schwerkraft geschätzt werden.

Da das Mediumpartikel Ultraschallenergie auf die Partikel der medizinischen Inhaltsstoffe in medizinischen Materialien einwirkt, kann es eine enorme Beschleunigung und kinetische Energie erhalten und schnell aus der Matrix der medizinischen Materialien entweichen und in Wasser freigesetzt werden.

(2) Kavitation. Durch die Ausbreitung von Ultraschall in einem flüssigen Medium wird ein spezieller „Kavitationseffekt“ erzeugt. Der „Kavitationseffekt“ erzeugt zahlreiche Innendrücke, um Tausende von Atmosphären Lufteinschlüsse zu erreichen, und „Strahlen“ erzeugen kontinuierlich starke Stoßwellen im Hinblick auf die mikrokosmische Wirkung auf traditionelle chinesische Arzneimittelmaterialien, wodurch die Arzneimittelsubstanz „beschossen“ wird und die Arzneimittelmatrix ständig entblößt wird. Die pharmakodynamischen Komponenten, die nicht zur Pflanzenstruktur gehören, werden ständig isoliert. Beschleunigen Sie die Extraktion pflanzlicher Wirkstoffe.

(3) Die Ultraschallvibrationshomogenisierung (Sonication) macht die Wirkung jedes Punktes im Probenmedium konsistent und macht die gesamte Probenextraktion gleichmäßiger. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die pharmakodynamischen Substanzen in chinesischen Arzneimitteln unter der Einwirkung des Ultraschallfelds nicht nur ihre eigene enorme Beschleunigung und kinetische Energie als mittlere Partikel erhalten, sondern durch den „Kavitationseffekt“ auch eine starke äußere Krafteinwirkung erhalten, sodass sie effizient und vollständig getrennt werden können.

Die Eigenschaft der Ultraschallextraktion eignet sich für die Extraktion wirksamer Inhaltsstoffe chinesischer Arzneimittel. Dabei handelt es sich um eine neue Methode und neue Technologie für die chinesische Medizin, die die traditionelle Extraktionsmethode mit kochendem Wasser und Alkoholausfällung vollständig verändert. Im Vergleich zum Wasserkochen und zur Alkoholfällung weist die Ultraschallextraktion folgende herausragende Eigenschaften auf:

(1) Keine hohe Temperatur. Bei einer Wassertemperatur von 40℃ bis 50℃ F werden durch die ultraschallverstärkte Extraktion, das Kochen bei hoher Temperatur ohne Wasser, einige der medizinischen Inhaltsstoffe in chinesischen Arzneimittelmaterialien mit thermischer Instabilität, leichten Hydrolyse- oder Oxidationseigenschaften nicht zerstört. Ultraschallwellen können dazu führen, dass die Pflanzenzelle die Wand durchbricht und die Heilwirkung der Traditionellen Chinesischen Medizin verbessert. (2) Atmosphärische Absaugung, gute Sicherheit, einfache Bedienung, bequeme Wartung.

(2) Hohe Extraktionseffizienz. Durch eine ultraschallverstärkte Extraktion von 20 bis 40 Minuten kann die beste Extraktionsrate erzielt werden, die Extraktionszeit beträgt nur gekocht, die Alkoholfällungsmethode beträgt ein Drittel oder weniger. Das Extraktionsvolumen ist mehr als doppelt so hoch wie bei der herkömmlichen Methode. Statistisch gesehen ist Ultraschall bei 65 bis 70 °C sehr effizient. Bei 65 °C sind die Wirkstoffe der Kräuterpflanzen nahezu intakt.

Nach der Zugabe von Ultraschallwellen (bei 65 Grad) betrug die Extraktionszeit der Pflanzenwirkstoffe etwa 40 Minuten. Allerdings beträgt die Garzeit der Kochmethode oft zwei bis drei Stunden, was mehr als dem Dreifachen der Ultraschall-Extraktionszeit entspricht. Dreimal pro Topf extrahieren, grundsätzlich können mehr als 90 % der Wirkstoffe extrahiert werden.

(3) Es hat ein breites Spektrum. Die überwiegende Mehrheit der chinesischen Arzneimittel kann mittels Ultraschall extrahiert werden.

(4) Die Ultraschallextraktion hat nur geringen Einfluss auf die Eigenschaften (z. B. Polarität) von Lösungsmittel und Zielextrakt. Daher gibt es viele Arten von Extraktionslösungsmitteln und ein breites Spektrum an Zielextraktionssubstanzen.

(5) Reduzieren Sie den Energieverbrauch. Da bei der Ultraschallextraktion keine Erwärmung erforderlich ist oder die Erwärmungstemperatur niedrig ist, ist die Extraktionszeit kurz, sodass der Energieverbrauch erheblich reduziert wird.

(6) Die Rohstoffverarbeitungskapazität von Arzneimitteln ist groß und kann verdoppelt oder um ein Vielfaches erhöht werden. Die Verunreinigungen sind geringer und die Wirkstoffe lassen sich leicht abtrennen und reinigen.

(7) Der Extraktionsprozess ist kostengünstig und bietet einen erheblichen umfassenden wirtschaftlichen Nutzen.