超声波萃取和加速溶剂萃取课件
合集下载
超声波在中药提取技术PPT课件
8
超声波的特点
能流密度大
能流密度与频 率的平方成正 比， 故超声波的能 流密度比一般 声波大得多。
方向性好
超声波的波长短， 衍射效应不显著， 可近似地认为超 声波沿直线传播， 传播的方向性好。
穿透力强
超声波的穿透本 领大，特别在液 体和固体中传播 时，衰减很小； 在不透明的固体 中，也能穿透几 十米的厚度。
ƒ >20kHz 超声波
3
超声波分类
01
低能量水平的 超声波， 功率密度低于1 w／cm2 频率介于100200 kHz之间
02
高能量水平的超 声波， 功率密度超过1 w／cm2 频率介于18100kHz之间
低密度超声波
高密度超声波
4
01 纵波波型
传播 波型
02 横波波型
03 表面波波型
5
纵波波型
15
超声提取分离技术
16
前言
根据来源，中药材可以分为植物药、动物药和矿物药等 几大类。在我国植物药材资源丰富，种类繁多，约有上万余 种。在当前崇尚自然，返朴归真的大潮流中，开发天然植物 类药物尤为重要。
但植物类药材中所含成分复杂，不但含有有效成分，还 含有无效成分或有毒成分，必须对植物药材进行提取分离。 所以提取分离是研究中药材中有效成分的重要步骤，是中药 制剂制备的首要环节，生产的重要操作单元。其工艺的优劣 直接影响到产品质量的好坏，也是提高中药材利用率和治疗 效果的重要方面。
17
中药材化学成分的提取分离方法
传统提取方法：浸泡法、渗漉法、煎煮法、回流法等; 现代新型提取分离方法：超临界流体萃取法、膜分离技 术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、大孔树脂吸附 法、分子蒸馏法、沉降分离法、超滤法、超声提取法等。 这里主要讲述超声提取分离技术在中药材提取中强化和 辅助溶剂提取过程。
超声波的特点
能流密度大
能流密度与频 率的平方成正 比， 故超声波的能 流密度比一般 声波大得多。
方向性好
超声波的波长短， 衍射效应不显著， 可近似地认为超 声波沿直线传播， 传播的方向性好。
穿透力强
超声波的穿透本 领大，特别在液 体和固体中传播 时，衰减很小； 在不透明的固体 中，也能穿透几 十米的厚度。
ƒ >20kHz 超声波
3
超声波分类
01
低能量水平的 超声波， 功率密度低于1 w／cm2 频率介于100200 kHz之间
02
高能量水平的超 声波， 功率密度超过1 w／cm2 频率介于18100kHz之间
低密度超声波
高密度超声波
4
01 纵波波型
传播 波型
02 横波波型
03 表面波波型
5
纵波波型
15
超声提取分离技术
16
前言
根据来源，中药材可以分为植物药、动物药和矿物药等 几大类。在我国植物药材资源丰富，种类繁多，约有上万余 种。在当前崇尚自然，返朴归真的大潮流中，开发天然植物 类药物尤为重要。
但植物类药材中所含成分复杂，不但含有有效成分，还 含有无效成分或有毒成分，必须对植物药材进行提取分离。 所以提取分离是研究中药材中有效成分的重要步骤，是中药 制剂制备的首要环节，生产的重要操作单元。其工艺的优劣 直接影响到产品质量的好坏，也是提高中药材利用率和治疗 效果的重要方面。
17
中药材化学成分的提取分离方法
传统提取方法：浸泡法、渗漉法、煎煮法、回流法等; 现代新型提取分离方法：超临界流体萃取法、膜分离技 术、超微粉碎技术、中药絮凝分离技术、大孔树脂吸附 法、分子蒸馏法、沉降分离法、超滤法、超声提取法等。 这里主要讲述超声提取分离技术在中药材提取中强化和 辅助溶剂提取过程。
萃取课件专题知识课件
=K0 /(1 ＋10 pH － pK )
对于弱碱性电解质
K
K0
Kp
Kp H
=K0 /(1 ＋10 pK － pH )
K0－只与T、P有关； K－与T、P和pH有关 K可经过试验求出，而K0不能，可由公式求出。
有机溶剂旳选择
根据相同相溶旳原理，选择与目旳产物极性相近 旳有机溶剂为萃取剂，能够得到较大旳分配系数 （根据介电常数判断极性）；
溶剂萃取概述
分液漏斗
有机相 水相
一般工业液液萃取过程
料液 （待分离物
质＋杂质 萃 取
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 ＋稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 （杂质）
反
萃 萃取剂＋稀释剂
剂
（待返回使用）
待反 萃萃 物取 质
产物（待萃物质）
生物萃取与老式萃取相比旳特殊性
生物工程不同于化工生产，主要体现在生物 分离往往需要从浓度很稀旳水溶液中除去大 部分旳水，而且反应液中存在多种副产物和 杂质，使生物萃取具有特殊性。
青霉素旳分配平衡
弱电解质旳分配系数：
热力学分配系数K0 ：萃取平衡时，单分子化 合物溶质在两相中浓度之比。
Kp=
弱酸性电解质K0＝ [AH]/[AH] 弱碱性电解质K0 ＝ [B]/[B]
弱电解质旳表观分配系数K：
分配达平衡时，溶质在两相旳总浓度之比
对于弱酸性电解质
H K K0 K p H
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
乳浊液类型
当将有机溶剂（通称为油）和水混在一起搅拌时，可
能产生两种形式的乳浊液。
萃取ppt课件
11
萃取剂S 原料F
萃取相E
萃 取
萃
设 备
取 剂 回
萃取物E′
收
回 收 萃 取 剂
S’
设
备
萃余相R
萃
设 备
取 剂 回
收
萃余物R′
萃取过程
12
一、中药材中的成分 分为有效成分，辅助成分，无效
成分和组织物。在提取中，前两者应 尽量提取完全，后两者尽量除去。
二、中药提取的类型 分为单体成分提取、单味药提取
变动范围大
15～75 6～45 3～6 3～60 4～95
75％～95％
he=3~6m he=1.5~6m 对HT＝100～300mm时 微30％ 3.4～12.5级
润滑油工艺，核燃料加 工
用氨水从NaOH中萃取
NaC1 回收苯酚 糠醛处理润滑油工艺 废水中脱酚
萃取设备的类型很多。按萃取设备的构造特点大体上 可以分为三类：一是单件组合式；二是塔式；三式离心6式。
油、挥发油、蜡），用于脱脂。易燃。
19
常用提取辅助剂： 主要是酸、碱和表面活性剂。
五、提取方法
1、煎煮法
用水作溶剂，将药材饮片或粗粉加热煮 沸一定的时间，以浸出有效成分的方法。
适用于有效成分能溶解于水且对湿、热
稳定的药材。
20
2、浸渍法
用定量溶剂，在一定的温度下将药材饮 片或颗粒浸泡一定时间，以浸出有效成分的 方法。
优点：提取液浓度和提取率较高，适 用于大批量生产；缺点:热敏性药材不适合， 占地面积大。
36
37
10、连续逆流提取 采用浸渍法或重渗漉法动态连续式提取， 药材的总体运动方向和溶液的总体流动方向 相反，药材连续不断地进入提取器的同时药 渣和提取液连续不断地排出。提取率高，适 合大规模提取。
萃取剂S 原料F
萃取相E
萃 取
萃
设 备
取 剂 回
萃取物E′
收
回 收 萃 取 剂
S’
设
备
萃余相R
萃
设 备
取 剂 回
收
萃余物R′
萃取过程
12
一、中药材中的成分 分为有效成分，辅助成分，无效
成分和组织物。在提取中，前两者应 尽量提取完全，后两者尽量除去。
二、中药提取的类型 分为单体成分提取、单味药提取
变动范围大
15～75 6～45 3～6 3～60 4～95
75％～95％
he=3~6m he=1.5~6m 对HT＝100～300mm时 微30％ 3.4～12.5级
润滑油工艺，核燃料加 工
用氨水从NaOH中萃取
NaC1 回收苯酚 糠醛处理润滑油工艺 废水中脱酚
萃取设备的类型很多。按萃取设备的构造特点大体上 可以分为三类：一是单件组合式；二是塔式；三式离心6式。
油、挥发油、蜡），用于脱脂。易燃。
19
常用提取辅助剂： 主要是酸、碱和表面活性剂。
五、提取方法
1、煎煮法
用水作溶剂，将药材饮片或粗粉加热煮 沸一定的时间，以浸出有效成分的方法。
适用于有效成分能溶解于水且对湿、热
稳定的药材。
20
2、浸渍法
用定量溶剂，在一定的温度下将药材饮 片或颗粒浸泡一定时间，以浸出有效成分的 方法。
优点：提取液浓度和提取率较高，适 用于大批量生产；缺点:热敏性药材不适合， 占地面积大。
36
37
10、连续逆流提取 采用浸渍法或重渗漉法动态连续式提取， 药材的总体运动方向和溶液的总体流动方向 相反，药材连续不断地进入提取器的同时药 渣和提取液连续不断地排出。提取率高，适 合大规模提取。
超声及微波辅助萃取PPT课件
助萃取技术。
2000年代至今
该技术不断优化和完善，广泛 应用于食品、医药、环保等领
域。
技术应用领域
食品工业
用于提取食品中的活性 成分，如植物精油、色
素、多酚等。
医药行业
用于从中药材中提取有 效成分，以及从生物样 品中分离蛋白质、核酸
等生物分子。
环境科学
化学工业
用于处理环境污染问题， 如土壤、水体中有机污
生物技术与生命科学
将超声及微波辅助萃取技术应用于生物样品和生物活性物 质的提取，为生物技术与生命科学研究提供新的工具和方 法。
环境科学与工程
应用于环境样品中目标污染物的提取和富集，为环境监测 和治理提供技术支持。
绿色化学与可持续发展
减少溶剂使用
通过优化超声及微波辅助萃取技术，减少有机溶剂的使用量，降 低对环境和人体的危害。
选择性加热
微波能量主要集中在目标 成分上，减少对其他物质 的热解和破坏。
需要特定条件
对介电常数较高的介质效 果更佳，且对金属容器有 特殊要求。
选择依据与建议
根据目标成分的性质 选择
如果需要快速加热和 高效提取，微波辅助 萃取更具优势。
如果目标成分对热敏 感或易挥发，超声辅 助萃取更为合适。
选择依据与建议
选择微波功率和辐射时间
根据实验条件和目标物质的性质选择 合适的微波功率和辐射时间，以保证 最佳的萃取效果。
操作步骤
将物料与溶剂混合后放入微波萃取仪 中，设定微波功率和辐射时间，进行 萃取。
产物处理
萃取完成后，对产物进行分离、纯化、 浓缩等处理，以获得目标物质。
微波辅助萃取的优缺点
高效
微波能够快速地渗透到物料内部，提高萃取效率。
2000年代至今
该技术不断优化和完善，广泛 应用于食品、医药、环保等领
域。
技术应用领域
食品工业
用于提取食品中的活性 成分，如植物精油、色
素、多酚等。
医药行业
用于从中药材中提取有 效成分，以及从生物样 品中分离蛋白质、核酸
等生物分子。
环境科学
化学工业
用于处理环境污染问题， 如土壤、水体中有机污
生物技术与生命科学
将超声及微波辅助萃取技术应用于生物样品和生物活性物 质的提取，为生物技术与生命科学研究提供新的工具和方 法。
环境科学与工程
应用于环境样品中目标污染物的提取和富集，为环境监测 和治理提供技术支持。
绿色化学与可持续发展
减少溶剂使用
通过优化超声及微波辅助萃取技术，减少有机溶剂的使用量，降 低对环境和人体的危害。
选择性加热
微波能量主要集中在目标 成分上，减少对其他物质 的热解和破坏。
需要特定条件
对介电常数较高的介质效 果更佳，且对金属容器有 特殊要求。
选择依据与建议
根据目标成分的性质 选择
如果需要快速加热和 高效提取，微波辅助 萃取更具优势。
如果目标成分对热敏 感或易挥发，超声辅 助萃取更为合适。
选择依据与建议
选择微波功率和辐射时间
根据实验条件和目标物质的性质选择 合适的微波功率和辐射时间，以保证 最佳的萃取效果。
操作步骤
将物料与溶剂混合后放入微波萃取仪 中，设定微波功率和辐射时间，进行 萃取。
产物处理
萃取完成后，对产物进行分离、纯化、 浓缩等处理，以获得目标物质。
微波辅助萃取的优缺点
高效
微波能够快速地渗透到物料内部，提高萃取效率。
超声波提取技术ppt课件
力强等特点。
3
➢还可引起空化作用 ➢可以产生一系列的特殊效应，如力学效应、
热学效应、化学效应和生物效应等。
4
➢ 超声波提取技术 Ultrasonic Extraction Technology 是 将超声波产生的空化、 振动、粉碎、搅拌等综合 效应应用到天然产物成分提取工艺中，通过破坏细 胞壁，增加溶剂穿透力，从而提高提取率和缩短提 取时间，达到高效、快速提取细胞内容物的技术。
和糖化酶对淀粉和糖原水解活性的变化情况 时,发现超声使酶的催化活性速率和转化酶 对蔗糖水解活性显著升高。 ➢ 利用超声波对酶的双向作用,解决由酶引起 的种种问题,有待于今后进一步的研究。
21
三、超声波提取的优点
超声波提取技术广泛用于医药、食品、油脂、化 工等各个领域，与传统的提取技术相比，它具有 众多优点： ➢ ① 超声波提取技术能增加所提取成分的产率，
➢ 空化现象可造成植物细胞壁及整个生物体瞬间 破裂，使溶液能渗透到药材的细胞中，从而加 速药材中的有效成分溶解于溶剂。
13
➢ 超声波破碎过程是一个物理过程,浸提过程中 无化学反应发生。
➢ 超声波的振动作用提高了破碎速度,缩短了破 碎时间,促进了化学成分向溶剂中溶解。
➢ 用超声波提取化学成分可大大地缩短提取时 间,提高提出率,得到的化学成分结构和性质 也不会改变。
缩短提取时间，可大大提高产品收率及资源利 用率、缩短生产周期、节省原料、提高经济效 益。且提取物中有效成分含量高，有利于进一 步的分离。
22
➢ ② 无需加热，避免了因加热时间过长对物料 中热敏性强的成分造成破坏分的化学结构，能保证有 效成分及产品质量的稳定性，提高产品品质。
18
超声提取时间对天然产物提取率和对其有效成 分有影响：
3
➢还可引起空化作用 ➢可以产生一系列的特殊效应，如力学效应、
热学效应、化学效应和生物效应等。
4
➢ 超声波提取技术 Ultrasonic Extraction Technology 是 将超声波产生的空化、 振动、粉碎、搅拌等综合 效应应用到天然产物成分提取工艺中，通过破坏细 胞壁，增加溶剂穿透力，从而提高提取率和缩短提 取时间，达到高效、快速提取细胞内容物的技术。
和糖化酶对淀粉和糖原水解活性的变化情况 时,发现超声使酶的催化活性速率和转化酶 对蔗糖水解活性显著升高。 ➢ 利用超声波对酶的双向作用,解决由酶引起 的种种问题,有待于今后进一步的研究。
21
三、超声波提取的优点
超声波提取技术广泛用于医药、食品、油脂、化 工等各个领域，与传统的提取技术相比，它具有 众多优点： ➢ ① 超声波提取技术能增加所提取成分的产率，
➢ 空化现象可造成植物细胞壁及整个生物体瞬间 破裂，使溶液能渗透到药材的细胞中，从而加 速药材中的有效成分溶解于溶剂。
13
➢ 超声波破碎过程是一个物理过程,浸提过程中 无化学反应发生。
➢ 超声波的振动作用提高了破碎速度,缩短了破 碎时间,促进了化学成分向溶剂中溶解。
➢ 用超声波提取化学成分可大大地缩短提取时 间,提高提出率,得到的化学成分结构和性质 也不会改变。
缩短提取时间，可大大提高产品收率及资源利 用率、缩短生产周期、节省原料、提高经济效 益。且提取物中有效成分含量高，有利于进一 步的分离。
22
➢ ② 无需加热，避免了因加热时间过长对物料 中热敏性强的成分造成破坏分的化学结构，能保证有 效成分及产品质量的稳定性，提高产品品质。
18
超声提取时间对天然产物提取率和对其有效成 分有影响：
超声辅助萃取分离技术优秀课件
02 / 分离原理
概述
空化效应
机械效应
提取原理
热效应
02 / 分离原理
空化效应
通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡， 这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时 ，气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共 振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡 在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波 ，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破裂过 程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。
超声提取通常比常规 提取的时间要短。一 般情况下，超声处理 时间在20~45min以内 即可获得较好的提取 效果。相对于其他影 响因素而言，超声提 取时间对提取率没有
02 / 分离原理
机械效应
超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内 产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机 械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方 向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植 物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的 加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速 度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚 ，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。
(3）超声波的振动匀化（Sonication）使样品介质内各点受到的作用一致，使 整个样品萃取更均匀。 综上所述，中药材中的药效物质在超声波场作用下 不但作为介质质点获得自身的巨大加速度和动能，而且通过“空化效应”获 得强大的外力冲击，所以能高效率并充分分离出来。
03 / 影响因素
浸泡时间对提取效 率的影响实际上是药 材湿润程度对提取效 率的影响。但若浸泡 时间过长，药材组织 内的糖类、粘液质等 会扩散出来，并附着 于药材表面而阻碍溶 剂的进入，从而影响 提出效率。针对不同 的药材，可通过实验 来确定适宜的浸泡时
第二章超声萃取
占空比：超声波工作时间与间隙时间 (脱气时间)之 比 超声波提取器根据工作原理不同可分为两种: 连续工作式 (固定频率)：介质中一直有超声波存在; 间歇工作式：即超声波工作一小段时间，再停止一 小段时间以进行脱气
7
工作时段
间歇 (“脱气”) 时段
图(a) ：连续工作式 (固定频率)，介质中一直有超 声波存在; 图 (b)： 占空比较大， 如图 (c)：占空比较小。
16
1.2.4超声波提取存在的问题
1. 超声波提取设备及工程化间题
超声波提取设备的工程化是其向产业化发展的最 大障碍
2. 超声波用于中药复方提取的可行性研究
一个中药复方，其所含的有效成分极为复杂，应用
超声波技术能否最大限度地提出其全部有效成分，
能否提高全部有效成分的提取率，还需要实验数据
的支持。
17
细胞浓度高，则液体的粘稠度大，不利于空化泡的 形成及其膨胀和爆炸，使破碎效果差。但细胞浓度 也不能太低，如低于1.2%，破碎率反而会降低。
2、超声波的影响
（1） 超声波输出功率的影响 ——超声波能量的大小，与超声波破碎的效果密切相 关。超声波的能量越大，空化作用就更强更有率的影响
8
（3）处埋时间对提取效果的影响
超声波提取通常比常规提取的时间短，一般超声波 处理时间在20一45min以内即可得到较好的提取效果 。提取时间对提取率没有显著影响。
（4）温度对提取效果的影响
超声波提取一般不需加热，但其本身有较强的热效 应，而且介质的温度对空化作用的强度也有一定影 响，因此提取过程中对温度进行控制也具有一定意 义。
超声波萃取仪
超声波发生器
12
2
超声波提取应注意的问题
1 超声波的凝聚机制对提取效果的影响
7
工作时段
间歇 (“脱气”) 时段
图(a) ：连续工作式 (固定频率)，介质中一直有超 声波存在; 图 (b)： 占空比较大， 如图 (c)：占空比较小。
16
1.2.4超声波提取存在的问题
1. 超声波提取设备及工程化间题
超声波提取设备的工程化是其向产业化发展的最 大障碍
2. 超声波用于中药复方提取的可行性研究
一个中药复方，其所含的有效成分极为复杂，应用
超声波技术能否最大限度地提出其全部有效成分，
能否提高全部有效成分的提取率，还需要实验数据
的支持。
17
细胞浓度高，则液体的粘稠度大，不利于空化泡的 形成及其膨胀和爆炸，使破碎效果差。但细胞浓度 也不能太低，如低于1.2%，破碎率反而会降低。
2、超声波的影响
（1） 超声波输出功率的影响 ——超声波能量的大小，与超声波破碎的效果密切相 关。超声波的能量越大，空化作用就更强更有率的影响
8
（3）处埋时间对提取效果的影响
超声波提取通常比常规提取的时间短，一般超声波 处理时间在20一45min以内即可得到较好的提取效果 。提取时间对提取率没有显著影响。
（4）温度对提取效果的影响
超声波提取一般不需加热，但其本身有较强的热效 应，而且介质的温度对空化作用的强度也有一定影 响，因此提取过程中对温度进行控制也具有一定意 义。
超声波萃取仪
超声波发生器
12
2
超声波提取应注意的问题
1 超声波的凝聚机制对提取效果的影响
《超声波提取技术》课件
超声波提取技术可以应用于各种食品的加工过程中，如水果 、蔬菜、谷物等，为食品工业提供了一种高效、环保的加工 方法。
环境污染物的提取与处理
环境污染物的处理是环境保护领域的重要问题，超声波提 取技术在此领域也有着广泛的应用。通过超声波的振动和 空化作用，能够快速、有效地从废水中提取重金属离子、 有机污染物等有害物质。
详细描述
溶剂的种类和浓度对超声波提取效果具有显著影响。不同溶剂的溶解能力和选择性不同 ，因此需要根据植物有效成分的性质选择适宜的溶剂。同时，溶剂的浓度也会影响有效 成分的溶解度和扩散速度，从而影响提取效果。因此，需要合理控制溶剂的种类和浓度
。
04
超声波提取技术在实践中的应用
中草药有效成分的提取
中草药种类繁多，有效成分复杂，传统的提取方法效率低下且易 损失。超声波提取技术利用超声波的振动和空化作用，能够快速 、高效地提取中草药中的有效成分，提高提取效率和产率。
提取时间越长，提取效果越好
详细描述
在一定范围内，延长提取时间可以增加有效 成分的溶出量，从而提高提取效果。但过长 的提取时间可能导致植物细胞壁过度破碎， 释放出较多的杂质和有害物质，影响提取物 的纯度和质量。因此，需要根据实际情况选
择合适的提取时间。
溶剂种类和浓度对提取效果的影响
总结词
选择合适的溶剂种类和浓度能提高提取效果
03
超声波提取技术的影响因素
超声波频率对提取效果的影响
总结词
超声波频率越高，提取效果越好
详细描述
随着超声波频率的增加，物质分子间的振动和摩擦加剧，有利于植物细胞壁的破碎和有效成分的释放 。但同时，高频率的超声波可能导致热效应和空化效应增强，对提取物造成热破坏和化学变化。因此 ，需要根据实际情况选择合适的超声波频率。
环境污染物的提取与处理
环境污染物的处理是环境保护领域的重要问题，超声波提 取技术在此领域也有着广泛的应用。通过超声波的振动和 空化作用，能够快速、有效地从废水中提取重金属离子、 有机污染物等有害物质。
详细描述
溶剂的种类和浓度对超声波提取效果具有显著影响。不同溶剂的溶解能力和选择性不同 ，因此需要根据植物有效成分的性质选择适宜的溶剂。同时，溶剂的浓度也会影响有效 成分的溶解度和扩散速度，从而影响提取效果。因此，需要合理控制溶剂的种类和浓度
。
04
超声波提取技术在实践中的应用
中草药有效成分的提取
中草药种类繁多，有效成分复杂，传统的提取方法效率低下且易 损失。超声波提取技术利用超声波的振动和空化作用，能够快速 、高效地提取中草药中的有效成分，提高提取效率和产率。
提取时间越长，提取效果越好
详细描述
在一定范围内，延长提取时间可以增加有效 成分的溶出量，从而提高提取效果。但过长 的提取时间可能导致植物细胞壁过度破碎， 释放出较多的杂质和有害物质，影响提取物 的纯度和质量。因此，需要根据实际情况选
择合适的提取时间。
溶剂种类和浓度对提取效果的影响
总结词
选择合适的溶剂种类和浓度能提高提取效果
03
超声波提取技术的影响因素
超声波频率对提取效果的影响
总结词
超声波频率越高，提取效果越好
详细描述
随着超声波频率的增加，物质分子间的振动和摩擦加剧，有利于植物细胞壁的破碎和有效成分的释放 。但同时，高频率的超声波可能导致热效应和空化效应增强，对提取物造成热破坏和化学变化。因此 ，需要根据实际情况选择合适的超声波频率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 虽然以上各法与经典的索氏法相比已有了 很大的进步，但有机溶剂的用量仍然偏多 ，萃取时间较长，萃取效率还不够高。
• 上世纪末，Richter等介绍了一种全新的称之 为加速溶剂萃取的方法（ASE）。该法是一 种在提高温度和压力的条件下，用有机溶 剂萃取的自动化方法。与前几种方法相比 ，其突出的优点是有机溶剂用量少、快速 、回收率高。该法已被美国+HD（环保局） 选定为推荐的标准方法（标准方法编号
一、加速溶剂萃取概述
• 复杂样品的前处理，常常是现代分析方法 的薄弱环节，在以往的数年中，人们做了 多种尝试以期找到一种高效、快捷的方法 以取代传统的萃取法，例如，自动索氏萃 取、微波消解、超声萃取和超临界萃取等 。值得注意的是，以上各法无论是自动索 氏萃取，还是超临界流体萃取⋯⋯等，都有 一个共同点，即与温度有关。在萃取过程 中，通过适当提高温度，可以获得较好的 结果。例如，在自动索氏萃取中，由于萃 取时是将样品浸入沸腾的溶剂之中，因此
气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当 声压达到一定值时，气泡由于定向扩散（ rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然 闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭 合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成 微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂
● 热效应
和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程 也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介 质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收 ，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能 ，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增 大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声 能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因 此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。
1. 背景
超声波萃取
• 1927年，richards和loomis发现超声场的化学 20世纪50年代，人们发现了超声在水溶液中可以 导致氢离子和氢氧根离子游离基及其反应产物的 生成。
• 1986年第一次有关超声化学的国际研讨会在英国 召开，超生化学的应用才开始真正成为人们感兴 趣的研究领域。
加速溶剂萃取
• 加速溶剂萃取或加压液体萃取( pressur ized liqu id extractionPLE)是在较高的温 度( 50~ 200 ℃ )和压力( 1 0.3~20.6Mpa) 下用有机溶剂萃取固体或半固体的自动 化方法。提高的温度能极大地减弱由范 德华力、氢键、目标 物分子和样品基质 活性位置的偶极吸引所引起的相互作用 力。液体的溶解能力远大于气体的溶解 能力, 因此增 加萃取池中的压力使溶剂 温度高于其常压下的沸点。该方法的优 点是有机溶剂用量少、快速、基质影响 小、回收 率高和重现性好。
3、原理
超声波提取是利用超声波具有的机 械效应，空化效应和热效应，通过 增大介质分子的运动速度、增大介 质的穿透力以提取生物有效成分。
● 机械效应
超声波在介质中的传播可以使介质 质点在其传播空间内产生振动，从 而强化介质的扩散、传播，这就是 超声波的机械效应。超声波在传播 过程中产生一种辐射压强，沿声波 方向传播,
• 提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化；
• 提取工艺运行成本低，综合经济效益显著；
• 操作简单易行，设备维护、保养方便。
5、应用
• 植物油提取 使用超声提取，超声波空化作用可产生微声流， 能有效打破边界层，大大加快扩散速度，有效地 提高提出速度2—10倍。方法简便、出油率高、油 味纯正、色泽 清亮、生产周期短、不用加热、有 效成份不被破坏等优点，同时还可以进行其它有 用成分的综合提取，显著地提高了经济效益。
2. 超声波的概念
● 超声波是指频率高于可听声频率范围的声波，
是一种频率高于20kHz、人的听觉阈以外的声波。 超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等的 传播规律，与可听声波的规律无本质区别。超声 波属于机械波，是一种振动模式，通常以纵波的 方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形 式。当声音在空气中传播时，会推动空气中的微 粒作往复振动，即对微粒做功。声波功率就是表 示声波做功快慢的物理量。当强度相同时，声波 的频率越高，他所具有的功率就越大。而超声波 的频率和功率是很大的。
• 芳香油提取 芳香油的提取目前大多采用水蒸气蒸馏法，提取 过程中芳香油易发生氧化、聚合、 热解等，造成 香气损失，香料提出率低。采用超声波强化提取 ，可显著提高芳香油提取率。使之香气更醇正， 更持久。
● 动物油加工
将动物脂肪熔炼从而提取动物油的 方法获得的油脂易焦化并出油率低 。使用超 声提取方法可在极短时间 内(2--10分钟)能使动物油脂游离出 来，而且油脂内所含维生素不会遭 到破坏，油脂清澈.
对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，
植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬 浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远 大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生 摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁 上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。
● 空化效应
通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微
二、加速溶剂萃取的原理
加速溶剂萃取是在提高的温度（50~200℃）和压 力（1000~3000psi或10.3~20.6MPa）下用溶剂萃取
固体或半固体样品的新颖样品前处理方法。 1、 在提高的温度下萃取
• 提高温度使溶剂溶解待测物的容量增加。Pitzerk 等报道，当温度从50℃升高至150℃后，蒽的溶解 度提高了约15倍；烃类的溶解度，如正二十烷， 可以增加数百倍。Sekine等报道水在有机溶剂中的 溶解度随着温度的增加而增加。在低温低压下， 溶剂易从“水封微孔”中被排斥出来，然而当温 度升高时，由于水的溶解度的增加，则有利于这 些微孔的可利用性。在提高的温度下能极大地减 弱由范德华力、氢键、溶质分子和样品基体活性 位置的偶极吸引力所引起的溶质与基体之间的强
4. 优点
• 提取效率高：超声波独具的物理特性能促使植物 细胞组织破壁或变形，使中药有效成分提取更充
• 提取温度低：超声提取中药材的最佳温度在40— 60℃，对遇热不稳定、易水解或氧化的药材中有 效成分具有保护作用，同时大大节能能耗；
• 适应性广：超声提取中药材不受成分极性、分子 量大小的限制，适用于绝大多数种类中药材和各 类成分的提取；