大きなエネルギーの超音波が抽出媒体に作用するとき、振動がまばらな状態にあるとき、媒体は天然物抽出装置によって多くの小さな穴に引き裂かれ、これらの小さな穴は瞬時に閉じられ、瞬間圧力は最大閉じたときに数千の大気が生成されます 、つまりキャビテーション。 さまざまな成分の抽出と分離に対する超音波の強化効果は、主にキャビテーションによるものです。
キャビテーション内の小さな気泡の破裂によって発生する極端な圧力により、細胞壁の破裂と生物全体が瞬時に破壊され、破壊時間が短縮され、超音波によって生成される振動が放出、拡散、細胞内物質の溶解。 抽出効率を大幅に改善できます。 超音波破壊プロセスは、化学反応が発生せず、抽出される生物活性物質が変化しない物理プロセスです。
キャビテーション中、液体中の小さな気泡核は、高強度の超音波の作用下で振動、成長、収縮、崩壊し、非常に短い崩壊時間でキャビテーション気泡の周囲に高温高圧を発生させます。 強い衝撃波と400km / hを超えるマイクロジェットにより、固体表面の剥離、エッチング、粉砕のための新しいアクティブな表面が作成されます。 この界面効果により、物質移動表面積が増加します。 キャビテーション中に生成された乱流効果により、固液界面の物質移動境界層が薄くなり、界面層の溶質の濃度勾配が他の方法よりもはるかに速く減少します。 キャビテーションによって引き起こされる摂動効果は、固液物質移動プロセスでの微小孔拡散を強化し、渦拡散を強化し、抽出プロセスを加速します。 超音波周波数が高くなり、抽出時間が長くなり、超音波場によって生成されるエネルギー吸収効果により、抽出物の温度が上昇します。 乱流効果、摂動効果、界面効果、エネルギー集中効果は、システムの周波数、出力、温度に関連しています。 天然物の抽出プロセスでは、細胞壁の破壊、溶質の拡散、平衡速度は単位面積あたりの超音波出力に関係し、両方とも抽出効率と回収率に影響します。 したがって、一般的には低周波の高出力超音波が使用されます。
超音波抽出は、実験室での小さなサンプルの調製に非常に効果的であり、特に分析サンプルの処理に広く使用されていますが、その迅速かつ効率的な特性は広く認識されていますが、超音波場の範囲と強度はそれぞれを制限します時間。 処理される材料の量、効果的な工学的増幅方法および方法の欠如により、大規模生産での用途が制限されます。