超聲提取設(shè)備的主要動力是聲空化。空化的現(xiàn)象是指在超聲波提取設(shè)備的作用下,在液體中構(gòu)成空腔的現(xiàn)象。這些空腔隨傳播著的聲波的頻率而伸張和壓縮。
聲空化是液體中氣泡在聲場作用下所發(fā)生的一系列動力學(xué)進程。當足夠強度的超聲波經(jīng)過液體時當聲波負壓半周期的聲壓值超越液體內(nèi)部的靜壓強時,存在液體中的微小氣泡(稱作空腔或空化核)就會迅速增大,而在相繼而來的聲波正壓相中,氣泡會忽然絕熱壓縮。當壓縮時,氣泡的尺寸會變小,同時它所產(chǎn)生的巨大壓力極有可能會使空腔*消失,既有可能使它們*閉合。因為在閉合之前的瞬時空腔及其四周微小的空間內(nèi)呈現(xiàn)熱點,造成高溫高壓區(qū)(壓力可達幾千個大氣壓,溫度超過5萬攝氏度),并伴有強大的沖擊波和速度達400千米的射流。所以在空腔*閉合的瞬時,由于出現(xiàn)這種的物理環(huán)境,只是中草藥化學(xué)成分的細胞在溶劑中瞬時產(chǎn)生的空化泡的崩潰而破裂,以便溶劑浸透到細胞內(nèi)部而使細胞中的化學(xué)成分溶于溶劑之中。
超聲波提取設(shè)備發(fā)生的振動效果增強了細胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴散及溶解。而且超聲波破碎進程是一個物理進程,浸泡提取進程中無化學(xué)反應(yīng),被浸泡的化學(xué)成分的構(gòu)造和性質(zhì)不會產(chǎn)生變化,因此超聲波的振動效果加強了細胞的破碎速度,縮短了破碎時間,促進了化學(xué)成分向溶劑中溶解。所以用超聲波提取設(shè)備化學(xué)成分可以大大的減少提取時間,加強了提取率?;瘜W(xué)成分的構(gòu)造和性質(zhì)也不會改變超聲波提取設(shè)備作用時其效果不只取決于超聲波的強度和頻率,而且與被破碎物的結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系。計算表明水中當超聲波輻射面上的強度達300W/m2時就會形成空化現(xiàn)象,使被破碎的生物體和細胞*破碎。