超聲波提取機(jī)由于其本身具有結(jié)構(gòu)精致,操作起來非常方法,使用效率高且提取質(zhì)量好,可選擇頻率廣等優(yōu)勢在醫(yī)學(xué)、各種化工業(yè)、實驗室受到廣泛的應(yīng)用。
在空化發(fā)生時液體中的微小氣泡核在高強(qiáng)度超聲波作用下發(fā)生振蕩、生長、收縮及崩潰等一系列動力學(xué)過程,同時在崩潰的極短時間內(nèi),在空化泡周圍產(chǎn)生高溫、高壓,強(qiáng)烈沖擊波和時速400kmöh以上的微射流,對固體表面的剝離、凹蝕和粉碎作用創(chuàng)造了新的活性表面,這種界面效應(yīng)使傳質(zhì)表面積增大??栈瘯r產(chǎn)生的湍動效應(yīng)使固液界面中傳質(zhì)邊界層變薄,導(dǎo)致界面層中溶質(zhì)的濃度梯度減少速度大大高于其他方法??栈a(chǎn)生的微擾效應(yīng)使固液傳質(zhì)過程的微孔擴(kuò)散得以強(qiáng)化,使得渦流擴(kuò)散加強(qiáng),加快提取過程。超聲頻率增高,
超聲波提取機(jī)提取時間延長,超聲場產(chǎn)生的聚能效應(yīng)導(dǎo)致提取液溫度升高。湍流效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)和聚能效應(yīng)與超聲場的頻率、功率及體系的溫度等有關(guān)。在天然產(chǎn)物提取過程中,細(xì)胞的破壁、溶質(zhì)的擴(kuò)散和平衡速度等與單位面積超聲功率相關(guān),而且均會對提取效率和回收率產(chǎn)生影響,因此一般選用低頻大功率超聲。
雖然超聲波提取機(jī)在實驗室小量樣品制備中效果很好并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用,特別是在分析樣品的處理中,其快速、的特點已被廣泛認(rèn)同,但超聲場的范圍和強(qiáng)度限制了每次處理的物料量,缺乏有效的工程放大手段和方法限制了其在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。
超聲波提取機(jī)工藝設(shè)計的目的是要保證使設(shè)計的設(shè)備能滿足生產(chǎn)工藝的要求。工藝設(shè)計應(yīng)力求使設(shè)備技術(shù)上先進(jìn)、可靠。
1、在進(jìn)行
超聲波提取機(jī)的工藝設(shè)計時首先要明確設(shè)備的設(shè)計任務(wù)與條件,主要包括:進(jìn)出物料的組成、物理和化學(xué)特性及有關(guān)數(shù)據(jù)、操作壓力、溫度、溶媒的特性和用量、提取物的質(zhì)量要求、生產(chǎn)中負(fù)荷的波動等。同時要分析掌握目前的發(fā)展?fàn)顩r,綜合考慮技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性、生產(chǎn)成本及運行操作、設(shè)備的維護(hù)、能源消耗等因素,選擇合理的設(shè)備形式和結(jié)構(gòu)。
2、對于中藥提取設(shè)備還應(yīng)重點考慮設(shè)備的防漏、防爆、防腐蝕及環(huán)境污染等問題。在方案確定時,要優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)系列。
3、設(shè)備的工藝計算主要包括設(shè)備的物料衡算、能量衡算、設(shè)備特性尺寸計算及流動阻力計算等。
4、物料衡算的目的是要求出設(shè)備原料各組分的質(zhì)量、各組分的成分比例、各組分的體積等,這些數(shù)據(jù)是確定設(shè)備特性尺寸的依據(jù)。
5、能量衡算主要是在物料衡算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。其目的是確定設(shè)備在完成各操作單元過程中所需的熱量。
6、設(shè)備的特性尺寸主要包括設(shè)備的容積、主要形狀尺寸(直徑、長、寬、高等)、傳熱面積等。
7、通過原料衡算確定的設(shè)備尺寸還包括:原料進(jìn)出口尺寸、各接管尺寸等。中藥提取設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計是在設(shè)備形式和主要尺寸已確定的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)備的常用結(jié)構(gòu),參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,具體詳細(xì)設(shè)計各個零部件的結(jié)構(gòu)尺寸;選擇各種構(gòu)件的材料;計算零部件的強(qiáng)度;各接口方位及連接形式設(shè)計;提出設(shè)備制造技術(shù)要求與規(guī)范。