超聲波萃取利用超聲波輻射壓強(qiáng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化應(yīng)效應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)、擾動(dòng)效應(yīng)、高的加速度、乳化、擴(kuò)散、擊碎和攪拌作用等多級(jí)效應(yīng)，增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑，促進(jìn)提取的進(jìn)行。
超聲波是一種彈性機(jī)械振動(dòng)波，與電磁波本質(zhì)上不同。因?yàn)殡姶挪ㄔ谡婵罩袀鞑ィ暡ū仨氃诮橘|(zhì)中傳播，穿過(guò)介質(zhì)時(shí)，形成膨脹和壓縮的全過(guò)程。在液體中，膨脹過(guò)程形成負(fù)壓。如果超聲波能量足夠強(qiáng)，膨脹過(guò)程會(huì)在液體中生成氣泡或?qū)⒁后w撕裂成很小的空穴。這些空穴瞬間閉合，閉合時(shí)產(chǎn)生高達(dá)3000MPa的瞬間壓力，稱為空化作用，整個(gè)過(guò)程在400μs內(nèi)完成。
細(xì)化物質(zhì)以及制造乳液，加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑，提高提取率。除空化作用外，超聲波的許多次級(jí)效應(yīng)也都利于目標(biāo)成分的轉(zhuǎn)移和提取。成穴現(xiàn)象的重要意義在于氣泡破裂時(shí)發(fā)生的反應(yīng)。一些點(diǎn)位，氣泡不再吸收超聲波能量，而產(chǎn)生內(nèi)爆。氣泡或空穴里的氣體和蒸汽快速絕熱壓縮，產(chǎn)生的溫度和壓力。氣泡體積相對(duì)液體總體積來(lái)說(shuō)極微，因此產(chǎn)生的熱量瞬間散失，對(duì)環(huán)境條件不會(huì)產(chǎn)生明顯影響，空穴泡破裂后的冷卻速度估計(jì)約為1010℃/s。
提供能量和物質(zhì)間的相互作用，產(chǎn)生的高溫高壓能導(dǎo)致游離基和其它組份的形成。純液體中，空穴破裂時(shí)，由于周圍條件相同，因此總保持球形；然而緊靠固體邊界處，空穴的破裂是非均勻的，產(chǎn)生高速液體噴流，使膨脹氣泡的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成液體噴流的動(dòng)能，在氣泡中運(yùn)動(dòng)并穿透氣泡壁。
噴射流在固體表面的沖擊力非常強(qiáng)，沖擊區(qū)造成破壞，從而產(chǎn)生高活性的新鮮表面。破裂氣泡形變?cè)诒砻嫔袭a(chǎn)生的沖擊力比氣泡諧振產(chǎn)生的沖擊力要大數(shù)倍。超聲波的上述效應(yīng)，從不同類型的樣品中提取各種目標(biāo)成份是非常有效的。施加超聲波，在有機(jī)溶劑和固體基質(zhì)接觸面上產(chǎn)生的高溫、高壓，加之超聲波分解產(chǎn)生的游離基的氧化能等，從而提供了高的萃取能。
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