萃取原理

超聲波萃取（UE），亦稱為超聲波輔助萃取、超聲波提取，是利用超聲波輻射壓強產生的強烈空化作用、擾動效應、高加速度、擊碎和攪拌作用等多級效應，增大物質分子運動頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而加速目標成分進入溶劑，促進提取的進行。

通過超聲波換能器產生快速機械振動波，利用超聲波的能量，超聲波作用的均勻性增強，聲強增大，使得顆粒的邊界層變薄，外表面剝落，顆粒發生碎裂，超聲波破碎細胞外壁，從而使組織細胞壁內物質游離到溶液中，加速物質中有效成分溶于溶劑的過程，減少目標萃取物與樣品基體之間的作用力，從而實現固態液態萃取分離，以提高有效成分萃取率的技術。

工作原理

超聲波萃取機由兩部分組成:超聲波萃取系統和超聲波驅動系統（超聲波發生器）。

萃取系統

主要包括超聲波換能器、超聲波變幅桿、超聲波工具頭用于產生超聲波振動，并將此振動能量向液體中發射。

超聲波換能器

將輸入的電能轉換成機械能表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動，振幅一般在幾個微米。

超聲波變幅桿

由于超聲波換能器產生的振幅不夠需要連接超聲波變幅桿，按設計需要放大振幅，隔離反應溶液和超聲波換能器，同時也起到固定整個超聲波振動設備的作用。

超聲波工具頭

與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發射到化學反應液體中進行超聲波萃取。

驅動系統

超聲波發生器

產生高頻高功率電流，驅動超聲波振動部件工作。超聲波發生器的功率可調，以適應不同的工作狀態。發生器內還可根據需要集成有時序控制器，設定控制超聲波發振時間和間歇時間。

優點

超聲波萃取和常規萃取技術相比，超聲波輔助萃取快速、價廉、高效。

超聲波萃取適用于中藥材有效成份的萃取，是中藥制藥改變傳統的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝。與水煮、醇沉工藝相比，超聲波萃取具有如下突出特點:

超聲波萃取分離技術能增加所萃取成分的產率，縮短萃取時間。

超聲波萃取分離技術在萃取過程中不需要加熱，適用于低溫成分萃取。

合理的超聲波萃取分離技術不會改變所提及成分的化學結構。

超聲波萃取技術工藝簡單，可提高生產速度，降低企業生產成本，增加經濟效應。

超聲波萃取分離技術操作方便，萃取全，能充分利用中藥資源，能節約成本。

超聲波萃取技術可以不用或者少用萃取劑，減少萃取劑的污染。

超聲波萃取技術在萃取后，在某種超聲波作用下還可能出現新的物質，有利于發現新的物質。

在某些情況下，甚至比超臨界流體萃取和微波輔助萃取還好

對比

對比單頻超聲萃取，雙頻超聲對萃取過程具有協同和增強作用，不僅降低了萃取壓力、萃取溫度以及夾帶劑用量和萃取時間，而且萃取率提高了30%。

用途說明

科學技術廣泛地應用在中藥材、食品、化工的萃取中，隨著超聲波提取技術的不斷發展，設備的自動化程度不斷提高，再結合萃取對象的特性，將大大提高萃取效率，獲得更高品質的萃取物，功率超聲萃取技術具有廣泛的應用前景。

具體應用

油脂浸取

超聲場強化萃取油脂可使浸取效率顯著提高,還可以改善油脂品質,節約原料,增加油的萃取量。超聲場不僅可以強化常規流體對物質的浸取過程,而且還可以強化超臨界狀態下物質的萃取過程。

超聲波強化超臨界CO2流體萃取過程中從麥芽胚中萃取麥胚油,超臨界流體萃取附加超聲場后,麥胚油的萃取率提高10%左右,且未引起麥胚油的降解。

蛋白質萃取

超聲波萃取蛋白質方面也有顯著效果,用超聲波既能將上述料胚在水中將其蛋白質粉碎,也可將80%的蛋白質液化,還可萃取熱不穩定的7S蛋白成分。

超聲波處理能提高蛋白質萃取率的作用;超聲波處理還可提高漿體的分離溫度,降低漿體粘度,可用于直接生產高蛋白的豆奶產品。

不同濃度大豆漿體、磨前經熱處理大豆漿體及其分離出的豆渣進行超聲波處理。經超聲波處理過的大豆漿體,與不經處理的比較,其豆奶中蛋白質含量均有顯著的提高,提高的幅度在12%~20%。

多糖萃取

超聲波多糖萃取傳統工藝相比,超聲波強化萃取操作簡單,萃取率高,反應過程無物料損失和無副反應發生。

金針菇子實體多糖的萃取,用超聲波強化,可使多糖萃取率提高76.22%;利用超聲波熱水浸提銀耳多糖,萃取率比酶法高出5%,且浸提時間大大縮短。

天然香料萃取

超聲波對萃取率有明顯的影響，超聲波強化超臨界流體，萃取（SSFE）辣椒中的辣椒素效果很明顯。

超聲波萃取葉纈草香料與不用超聲波萃取的結果進行了對比,采用超聲波的濾液上及光度吸光度比不用超聲波的濾液吸光度高12%~40%。

食品分析

食品分析中的應用，超聲波萃取也用于食品樣品的預處理。

測定午餐肉脂肪含量的國家標準（GB5009.696）酸水解法,操作費時繁瑣,人為因素影響較大,不易掌握。利用超聲波對酸水解測定午餐肉中脂肪含量的方法進行了改進,超聲波萃取樣品不需加熱,縮短了樣品消化時間,可對大批量樣品的脂肪含量同時測定。

影響因素

超聲波頻率和超聲波強度的影響

超聲波萃取時間的影響

超聲波萃取溶劑、用量和濃度的影響

萃取產物中酶的影響