超声波和微波
2-3微波与超声波
度时，液体中某些区域形成局部的暂时负压，使液体
中的微气泡生长增大，随后又突然破裂，导致气泡附 近的液体产生强烈的激波，形成局部的高温高压。 空
化泡崩溃时，极短时间内在空化泡周围极小的空间产
生5000k以上的高温和大约50MPa的高压。
因反应大多数是在载体上进行，限制了参加反应的反
应物的用量，制约了适用的范围。 例：
R R' OH ZSM-5 MWI R R' O
在CH2Cl2中反应时间为20～60min，在无溶剂下的 反应时间为10～120s，收率相等。
例
微波技术使Fries重排顺利进行
OH O O O CH3 AlCl3. ZnCl2/硅 胶 MWI CH3
微波与超声波技术
第一节 微波技术
微波是指频率在300MHz~300GHz（波长1m~1mm）范 围的电磁波，位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间。
微波在化学上的 应用形成了微波 化学这一新兴学 科领域。
微波与气态物质作用，使气体转变成等离子体，进 而在各种化学反应中加以利用，即微波等离子体化学。
微波直接作用于化学反应体系而促进各类化 学反应的进行，这就是通常意义上的微波化学。
通常将频率为 2×104~109Hz的声波叫超声波。它 是由一系列疏密相间的纵波构成的，并通过媒质的四
周传播。
1. 超声合成
H3C
KMnO4, t-BuOH, H2O ))) 5min
OH H3C OH
超声波5min，产率80%；常规搅拌30h，产率55%
CH3 H3C KMnO4 )))
COOH CH3
极性分子由于分子内电荷分布不平衡，在微波场中能迅 速吸收电子波的能量，通过分子偶极作用以每秒 4.9×109 次
超声波和微波对中药提取的促进和影响
摘要：中药的提取工作一项是中药试剂的基础工作，在如今的发展形势下，传统的中药煎熬不符合发展的趋势，传统的中药制剂需要很长时间的煎熬才能服用，着不符合我们现在快节奏的生活，所以便捷式中药试剂的产生就顺应潮流，但是另一个问题就是中药的有效成分保留的问题，近些年来使用超声波和微波提取中药的技术逐渐流行，本文针对这一现象谈论了超声波和微波技术对于中药提取的促进作用。
关键词：超声波和微波技术；技术原理；中药提取中药和超声波作用就是振动，更够让中药的物质析出，从而帮助萃取的质量。
超声波和微波技术是我国的一个重要的发展方向，超声波和微波技术被广泛应用于一些先进的技术中，比如在精密仪器的清理，或者是探测技术。
但是被用于生物领域的情况还是比较少的。
中药的有效成分与配比有着重要的关系，通过超声波和微波技术影响了，重要配比将会出现严重的问题。
1 超声波和微波技术提取中药的基本工作原理超声波和微波其是都是波的一种，也就是振动能量的一种，波的振动就是一种能量的传递，波能够实现能量的传递工作，超声波是利用我们人耳听不到的音波组成的，但是听不到不代表我们身体的器官并不是我们没有振动，而是在能量中虽然生理方面对人体产生损耗，第一就是对于耳膜的损耗很大，而微波是看不见的一种微波，而光也是微波的一种。
微波技术就是利用人看不见波的形式进行工作，主要是让分子振动产生热量让药物有效分子吸取更多。
2 超声波和微波的提取技术2.1 声波的的空化作用人可以听到的声音为30hz到20khz，因此大于20hz声波就是超声波。
声波的热效应和机械振动是能用于在重要提取的重要原因。
在中药中一般的存在一定的真空和或者气泡，而超声振动的原理就是利用这些真空和气泡。
通过超声波的施加，就会让中药体内得气泡产生共振，从未引发药物中一些组织细胞锻炼，药物的有效成分待更容易进入水中，同时在共振的效应，因为产生摩擦起电，导致真空孔同时内出现撕裂，这样就完成中药的促进提供。
微波及超声波的原理及应用
微波一、微波烹调微波炉烹调食品，具有方便、快速、营养损失小、产品鲜嫩多汁的特点。
因此，家用微波炉的普及速度很快。
１９９２年美国的普及率达到９０％，日本的普及率也很高。
我国近年普及很快。
微波烹调食品的方法主要有两种，一种是家庭或食堂自己配料烹调，这种方法具有时间短的优点。
另一种是食品公司利用微波炉加热杀菌生产的微波方便食品。
食用前只需将罐头丢入热水中稍稍加热即可。
二、微波干燥由于微波干燥具有一般干燥无法比拟的优点（内部加热，受热均匀，干燥速度快，营养损失小，外表不结壳），因此在食品干燥中发展很快。
实例：将含水量为３０％的面条用热风干燥时，需要８小时。
但先用微波炉将含水量降低到１８％，再用热风干燥到１３％，只需１.５小时。
三、微波解冻１、传统方法解冻的优点时间长，占地面积小，失水率较高，表面易氧化，易变色，消耗大量清洁水。
２、微波解冻的优点由于内外同时加热，因此解冻快，失水少（但比自然解冻的失水多）。
四、微波杀菌和保鲜（一）微波杀菌的作用机理１、热效应微波作用于食品，食品表里同时吸收微波能，使温度升高。
侵入食品的微生物细胞在微波场的作用下，其分子也被激化并作高频振动，产生热效应，温度升高，。
食品和微生物温度的快速升高，使其蛋白质结构发生变化，从而失去生物活性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。
２、非热生化效应①微波的作用，使微生物在其生命化学过程中所产生的大量电子、离子和其它带电粒子的生物性排列组合状态和运动规律发生改变，亦即使微生物的生理活性物质发生变化。
②同时，电场也会使细胞膜附近的电荷分布改变，导致膜功能障碍，使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏。
使微生物细胞的生长受到抑制，甚至停止生长或使之死亡。
③微波能还能使微生物细胞赖以生存的水分活性降低，破坏微生物的生长环境。
④微波还可以导致ＤＮＡ和ＲＮＡ分子结构中氢键松弛、断裂和重新组合，诱发基因突变，染色体畸变，从而中断细胞的正常繁殖能力。
（二）微波杀菌的应用１、应用范围既可以用于固体食品的杀菌，也可用于液态食品的杀菌；既可用于杀菌，还可用于产品的灭酶；２、实例：杀菌实例微波牛奶消毒器采用的是2450MHz的频率，其工艺可以是采用82.2℃左右处理处理一定时间，也可以是采用微波高温瞬时杀菌工艺，即：200℃，0.13S。
第7章 波式传感器
v2 c v cos
超声波顺流与逆流传播的时间差为
d / sin d / sin 2dv cot t t 2 t1 2 c v cos c v cos c v 2 cos 2
c 2dv v tan t t 2 cot 2d c 2 2 则体积流量约为 QV d v dc tan t 4 8
5. 超声波在介质中的衰减
超声波在介质中传播时，由于声波的散射或漫射及吸收 等会导致能量的衰减，随传播距离的增加，声波的强度逐渐 减弱。以固体介质为例，设超声波入射介质时的强度为I0， 通过厚度为δ的介质后的强度为I，衰减系数为A。
介质中的能量衰减程度与超声波 和介质密度有很大关系。气体的密度 很小，因此衰减很快，尤其对于高频 率超声波而言，衰减更快。 因此，在空气中测量时，要采用 较低频率的超声波，一般低于数十 kHz，而在固体中则应该采用频率高 的超声波，一般应该在MHz数量级以 上。
超声波探伤
超声波探伤是 目前应用十分广泛 的无损探伤手段。 它既可检测材料表 面的缺陷，又可检 测内部几米深的缺 陷，这是x光探伤 所达不到的深度。
裂纹
A型超声探伤 反射波形
（2）横波探伤法
用斜探头进行探伤的方法称横波探伤法。超声波的一个 显著特点是：超声波波束中心线与缺陷截面积垂直时，探测 灵敏度最高。 如遇到如图7-7中所示的斜向缺陷时，用直探头虽然能 探测出缺陷的存在，但并不能真实反映缺陷的大小。如用斜 探头探测，探伤的效果良好。因此在实际应用中，应该根据 不同缺陷的性质、取向采用不同的探头进行探伤。有些工件 的缺陷性质、取向事先不能确定，为了保证探伤质量，则应 该采用不同种类的探头进行多次探测。
I I 0e
超声波和微波
微波辅助萃取系统
3. 在线微波萃取系统 Cresswell 等报道了一种微波在线萃取技术(图 3) 测定沉积物中 PAHs，其中进行了两种流动体系的研究;一种是将沉积物样品在水中 搅成浆状，通过微波萃取，用 C18柱富集萃取物，洗脱成分直接进行 HPLC 分析； 第二种方法是样品在丙酮中被搅成浆状，通过微波萃取， 用 10 mL 正己烷富集从微波炉流出液中待分析成分，然后用 GC、MS 进行定性、定量分析。此外，Ericsson 等采用了动态微波辅助萃取 (dynamic microwave2assisted extraction : DMAE)，该体系在萃取过程 中可以不断的让新鲜的溶剂进入萃取罐，而萃取物可以通过 HPLC进 行实时监测。
1.提取效率高：超声波独具的物理特性能促使植
4.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 5.提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化； 6.提取工艺运行成本低，综合经济效益显著； 7. 操作简单易行，设备维护、保养方便。
提取率提高50%—500% 提取率提高 提取时间（分钟）缩短2/3以上 提取时间（分钟）缩短 以上 提取温度为40—60℃，保护有效成份 提取温度为 ℃
微波萃取的应用
多环芳烃( PAHs) 多氯联苯及农药残留 酚类化合物 药物有效成分
微波辅助萃取技术
微波的定义及其原理 微波特点 微波辅助萃取系统 微波萃取的应用 其它应用
微波萃取的定义及其原理
微波萃取是利用微波能来提高萃取率的一种最 新发展起来的新技术。 微波作用将细胞壁和细胞膜破碎或溶解，以期 提高有效成分或有效部位的提取率
微波特点
1. 快速高效 样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作用 下，以 109/s 圈的速度变换其正、负极，产生 偶极涡流、离子传导和高频率摩擦，从而在短 时间内产生大量的热量。偶极分子旋转导致的 弱氢键破裂、离子迁移等加速了溶剂分子对样 品基体的渗透，待分析成分很快溶剂化，使微 波萃取时间显著缩短。
超声波与微波消毒市场分析报告
超声波与微波消毒市场分析报告1.引言1.1 概述超声波与微波消毒技术是近年来备受关注的清洁和消毒领域的两种创新技术。
超声波消毒利用高频声波能够产生的振动来破坏病菌的细胞膜，达到杀灭细菌和病毒的作用。
微波消毒则是利用微波辐射对水分子产生共振作用，使水分子快速摩擦生成热量，从而对细菌进行杀菌。
这两种技术都具有高效、节能、环保等特点，因此备受各个领域的关注和应用。
本文将对超声波与微波消毒技术进行深入分析，并结合市场需求，展望其未来发展和市场前景。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：本报告包含引言、正文和结论三个部分。
引言部分介绍了超声波和微波消毒技术的概述，以及本报告的结构和目的。
主要目的是对超声波与微波消毒市场进行分析，并展望这两种技术在未来的发展前景。
正文部分包括超声波消毒技术分析、微波消毒技术分析和市场需求分析。
通过对这三个方面的分析，可以全面了解超声波与微波消毒技术在市场上的应用情况和发展趋势。
结论部分则对超声波与微波消毒技术的未来展望和市场前景进行分析和总结。
通过对市场需求和技术发展的预测，可以为相关企业和投资者提供决策参考。
1.3 目的目的部分的内容可以是对撰写本报告的目的和意义进行说明，例如可以写道：本报告旨在对超声波与微波消毒技术进行深入分析，探讨其在市场上的应用及潜在前景。
通过对这两种消毒技术的技术特点、市场需求和发展趋势进行分析，为相关行业和企业提供决策参考，促进技术创新与产业发展。
同时，通过本报告的撰写和研究，也可以为消毒技术的进一步发展和改进提供理论支持和实践指导。
1.4 总结总结部分的内容可以包括对整篇文章的主要观点和结论进行总结，并在此基础上提出一些建议或展望，例如：总结而言，超声波与微波消毒技术在市场上都具有广阔的发展前景。
超声波消毒技术具有高效、低能耗、环保等优势，适用于医疗、食品加工等领域；微波消毒技术则具有快速、均匀、无残留等优点，广泛应用于食品、饮料等行业。
市场需求的增长和对健康安全的不断关注，将为超声波与微波消毒技术提供更多发展机遇。
(完整版)微波及超声波辅助萃取技术
明德厚学 求是创新
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微波及超声波 辅助萃取技术
目录 Directory
1 微波辅助萃取技术 2 超声波辅助萃取技术 3 微波和超声波协同萃取技术 4 应用简介
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微波及超声波 辅助萃取技术
超声波 辅助萃 取技术
明德厚学 求是创新
基本概念 原理
影响因素 特点 设备
浸泡时间：浸泡时间对提取效率的影响实际上是 药机提超材械取声湿效波润超应率提程声：高取度波超：设对是声采备提指波用主取频在超要效率介声由率为质波提的2中技取0影的术槽千响传来、赫。播强超～但可化声50若以提波浸使取发泡介过生时质程器间， 兆过质提和赫长点取电左，在时源右药其间等的材传仅部声组播为分波织空常组，内间规成它的内溶。是糖产剂提一类生提取种、振取槽机粘动法是械液，的盛波质从几放，等而分提会强之取扩化一物散介，系出质因的来， 需并的而容要附扩提器能着散取，量于、效一载药传率般体材播较由表—，高不面介这。锈而质就钢阻—是制碍来超成溶进声，剂行波其的传的内进播机安入。械装，效有从应加而。热影及响 提空能控出化耗温效效低装率超应：置。声：施，针波通加底对萃常小部不取情功粘同(况率接U的下的超ltra药，超声so材介声波u，质波换nd可内即能通部可器过或破。实多碎超验或提声来少取波确地大换定 e适溶量能x宜解的器tra的了物是cti浸一料超on泡些，声，时微且波U间气提E。)泡取，，过设亦这程备称些可的为气在关超泡室键声在温部波超下件辅声进，波行其的，作作无用用需是 助温下大将萃度产功电取：生率能、超振电转超声动源换声波，。成波提当机提取声械取一压能，般达。是不到目利需一前用要定，超加值声热时波，，但气提其泡取本由设身于备存 辐在定提使射较向取用压强扩物的强的散的换产热而质能生效增量器的应大高主强，，：要烈且形由有空介成于磁化质共提力效的振取换应温腔过能、度，程器扰对然的和动空后温压化突度电作然较换用闭低能的合，器强， 效度这因两应也就而种、有是可类高一超最型加定声大。速的波限磁度影的力、响空地换击，化保能碎因效持器和此应物是搅提。料用拌取中会作过原在用程有变等中的化对各的温种磁度有场进效中行 多适热成发级当效分生效控应，变应制：尤形，也和其的增是其是材大非它热料物常敏，质必理性如分要波有镍子的一效或运。样成镍动，分合频超的金率声性材和波质料在。制介同成质时；中由而 速声的于压度波传提电，频播取换增率过时能加：程间器溶超也较则剂声是短由穿波一，可透频个因产力率能而生，是量可压从影的降电而响传低效加有播提应速效和取的目成扩物材分散中料提过的，取程杂如率，质锆的 标主即含钛成要超量酸分因声，铅进素波提或入之在高其溶一介提他剂。质取陶，研的物瓷促究传的材进表播质料提明过量制取，程。成的对中。进于，若行大其将。多声压数能电药不材材断料而被置言, 当介提于其质取电他的物压条质的变件点提化一吸取的定收率电时，高场,介：中目质超则标将声会成所波产分吸所生的收引变提的起形取能的，率量空这随全化就超部效是声或应压波 频大可电率部使效的分植应增转物。加变细无而成胞论下热壁使降能及用。，整何从个种而生换导物能致体器介破，质裂其本，基身使本和药因药材素材中常 声组的是处织有空理温效化时度成效间的分应：升得的超高以强声，充度提增分。取大释通了出常药，比物从常有而规效可提成提取分高的的目时溶标间解提要 短速取浴。度物槽一。的式般此提—情外取—况，率应下超。用，声广超波，声还但处可是理以超时产声间生波在许不2多能0次均~4级匀5m效分in应布以， 内如适并即乳用且可化范随获、围时得扩广间较散：变好、超化的击声超提碎提声取、取波效化中能果学药量。效材衰应不减等受。，成这分些、作极用性 占也和探空促分针比进子式：了量—超植的—声物限超波体制声的中，波占有适探空效用针比成于可是分绝将超的大能声溶多量波解数集的，种中工促类在作使中样时药品间物材的与 间有和某隙效有一时成效范间分成围(进分，脱入的因气介提而时质取在间，液)之并如体比于生中。介物能根质碱提据充、供操分黄有作混酮效方合类的式，化空的加合穴不快物作同、， 超了醌用声提类波取化提过合取程物器的、可进萜分行类为，化连并合续提物式高、和了鞣间药质歇物、式有脂两效质种成及类分挥型的发。 提油取等率的。提取。
3.超声波传感器
为电信号输出。因此，压电式超声波传感器实质上是一种压电式传
感器。
2.磁致式超声波传感器
磁致式超声波传感器的结构如图所示，主要由铁磁材料和 线圈组成。超声波的发射原理是:把铁磁材料置于交变磁场中， 产生机械振动，发射出超声波。其接收原理是:当超声波作用在 磁致材料上时，使磁致材料振动，引起内部磁场变化，根据电
在选择时，首先应了解测试目的，判断是定性分析还是定量
分析。如果是相对比较性的试验研究，只需获得相对比较值即可， 如果是定量分析，那么必须获得精确量值。 但在某些情况下，要求传感器的精确度愈高愈好。例如，对 现代超精密切削机床，测量其运动部件的定位精度，主轴的回转 运动误差、振动及热形变等时，往往要求它们的测量精确度在
湿度的影响或油剂浸人间隙时，会改变电容器的介质。光电传感 器的感光表面有尘埃或水泡时，会改变感光性质。对于磁电式传
感器或霍尔效应元件等，当在电场、磁场中工作时，亦会带来测
量误差。滑线电阻式传感器表面有灰尘时，将会引入噪声。
其二;要创造或保持一个良好的环境，在要求传感器长期地工
作而不需经常地更换或校准的情况下，应对传感器的稳定性有严
四、稳定性 传感器的稳定性是经过长期使用以后，其输出特性不发生变 化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境。
为了保证稳定性，在选择传感器时，一般应注意两个问题。
其一，根据环境条件选择传感器。例如，选择电阻应变式传感 器时，应考虑到湿度会影响其绝缘性，湿度会产生零漂，长期使
用会产生蠕动现象等。又如，对电势输出。
3.超声波传感器的应用
利用超声波反射、折射、衰减等物理性质，可以实现液位、
流量、粘度、厚度、距离以及探伤等参数的测量。所以，超声
波传感器已广泛地应用于工业、农业、轻工业以及医疗等各技 术领域。
蒲公英中黄酮类的超声波与微波辅助提取研究
蒲公英中黄酮类的超声波与微波辅助提取研究摘要：本试验对蒲公英黄酮的提取工艺进行了研究。
试验分别研究了超声波辅助提取法和微波辅助提取法对蒲公英黄酮得率的影响,采用分光光度法和高效液相色谱法（HPLC）对蒲公英中总黄酮得率和黄酮类化合物的成分分析检测。
单因素实验及正交试验研究确定了蒲公英黄酮的最优提取工艺条件。
结果表明,超声波辅助提取最佳工艺条件:乙醇浓度60%、料液比1∶80 g/mL、提取时间35 min、提取温度60℃,在此条件下,蒲公英黄酮的得率为3.97%;微波辅助提取最佳工艺条件为:乙醇浓度60%、料液比1∶80 g/mL、提取时间10 min、提取温度55℃、微波功率800 W,蒲公英黄酮得率为4.57%。
试验结果分析表明,微波辅助提取方法更优。
本试验为蒲公英的深加工及综合利用提供了有益的探究及参考。
关键词：蒲公英；黄酮；超声波辅助提取；微波辅助提取；一、绪论蒲公英总黄酮对宛式拟青霉菌和枯草杆菌具有良好的抑菌作用[1]，并具有重要的抗氧化作用，能有效清除超氧阴离子自由基。
近些年来文献报道中对蒲公英总黄酮的提取及含量测定等研究甚少，本文以总黄酮的含量为考察指标，采用超声提取正交实验设计对蒲公英中总黄酮的提取工艺进行了研究，确定最佳提取工艺，以提高对黄酮类成分的有效利用率。
二、超声波与微波提取1.超声波辅助提取超声提取法[2]是超声空化作用引起的机械力和热作用，空泡在液体中产生、长大、压缩、闭合、崩溃、快速重复的运动过程，会产生瞬时高温和高压，烈的冲击波和高速射流,致使植物叶中细胞壁破裂,加速溶剂向细胞内进入，促进细胞中总黄酮类物质直接、快速地向溶剂中溶解、转移，加速了转化速度，以便快速提取。
王薇采用响应面分析法优化超声提取白苏中总黄酮，在乙醇60%、固液比为1:15、超声每次18min,提取4次的条件得总黄酮提取率为2.465%。
崔大明在乙醇浓度为75%、提取时间为26.63min、超声波功率295.48W、液料比27.99:1(mL/g)的条件下采用超声波法提取枸杞中总黄酮得率为0.9952%。
微波和超声波提取原理
微波是电磁波，频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波(波长1米- 1毫米），通常是作为信息传递而用于雷达、通讯技术中。
微波加热的特点1、加热速度快常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽等，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部加热。
要使中心部位达到所需的温度，需要一定的时间，导热性较差的物体所需的时间就更长。
微波加热是使被加热物本身成为发热体，称之为内部加热方式，不需要热传导的过程，内外同时加热，因此能在短时间内达到加热效果。
2、均匀加热常规加热，为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。
微波加热时，物体各部位通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。
3、节能高效在微波加热中，微波能只能被加热物体吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，所以热效率极高，生产环境也明显改善。
4、易于控制微波加热的热惯性极小。
若配用微机控制，则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制。
5、低温杀菌、无污染微波能自身不会对食品污染，微波的热效应双重杀菌作用又能在较低的温度下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成份的加热杀菌方法。
6、选择性加热微波对不同性质的物料有不同的作用，这一点对干燥作业有利。
因为水分子对微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低的部位这就是选择加热的特点。
烘干木材、纸张等产品时，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。
值得注意的是有些物质当温度愈高、吸收性愈好，造成恶性循环，出现局部温度急剧上升造成过干，甚至炭化，对这类物质进行微波加热时，要注意制定合理的加热工艺。
7、安全无害在微波加热、干燥中，无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准，是一种十分安全无害的高新技术。
超声波是声波：频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。
微波-超声波联用技术
微波-超声波联用技术而将微波和超声波联用的技术目前尚未引起人们的普遍关注。
上世纪八十年代末,科学家提出微波和超声波联合使用的概念,并且创造出了微波和超声波混合反应器模型。
微波和超声波活化能量性质不同,联合使用时在改善加热和能量转移时能够发挥各自的优势,提高能量使用效率,降低能量损耗,改善产物质量。
微波-超声波联用技术是一种有重要应用前景的高效环保绿色工业技术。
本文对微波-超声波联用技术的相关理论、应用和发展趋势进行简要介绍。
关键词:微波超声波联用技术综述中图分类号:x506 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2012)05(b)-0011-02进入21世纪,高效、节能、环保已成为开发新兴工业技术的基本理念。
在节能和反应控制优化方面,微波技术和超声波技术已被证明为是非常有效的工业技术,但是这两类技术在应用过程中存在各自的局限性,如果能在同一装置上同步使用微波和超声波,由于微波和超声波活化能量性质不同,其联合使用时可以在改善加热和能量转移时发挥各自的优势,从而大幅度提高能量使用效率,降低能量损耗,改善产物质量。
其在许多工业领域有良好的应用前景,有可能成为一种新兴的高效环保的绿色工业技术。
1 微波加热的原理和特性微波是一种非电离的电磁辐射,是频率为300mhz～300ghz的电磁波,介于红外线和无线电波之间。
微波加热的特性是来源于电磁辐射和物质相互作用中的能量转化引起的发热,大多数物质被微波加热时主要是通过绝缘加热作用,微波产生最有效的绝缘加热频率为0.915到2.45ghz[1,2]。
微波辐射的激发会导致分子在外磁场内调整其偶极子,由于电场诱导的极化和重定向现象,大多数微波和物质中的反应产生了化学联系,因此,20世纪80年代以来,发展了一门新兴学科——微波化学。
微波反应器应用于有机化学合成、无机化学合成和有机提取领域,大大提高了化学反应效率。
微波反应器的设计需要考虑以下技术要求:(1)电场分布均匀,反应器需要能够独立搅拌混合;(2)在考虑到微波的穿透深度后优化设计反应器的几何尺寸;(3)能够对反应器内温度和压力控制参数进行监控;(4)反应器和配件的成本;(5)微波外泄和安全隐患。
微波和超声波技术
溶剂选择
根据目标物的性质选择极性或非极性溶剂。 但非极性溶剂不能吸收微波，必须在其中 加入有机溶剂。
溶剂的介电常数和电导率对微波的吸收和 分布有很大的影响，溶质和溶剂的极性越 大，提高率越高。
萃取时间、温度和溶液PH值
萃取时间与被测样品量、溶剂体积和微波 的输出功率有关。不同的物质最佳萃取回 收温度是不同的。
空化作用：在超声产生的压力波作用下，媒 质中分子的平均距离随着分子的振动而变化， 当对液体施加足够的负压时，分子间距离超 过保持液体作用的临界分子间距，就会形成 空穴，一旦空穴形成，它将一直增长至负声 压达到极大值，但是在相继而来的声波正压 相内这些空穴又将被压缩，其结果是一些空 化泡将进入持续振荡，而另外一些将完全崩 溃。
单位体积Q媒质中超声波作用t秒产生的热
量为
Q ，2即It 与媒质的吸收系数、超声
波强度及辐照时间成正比。
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超声波提取的应用
• 酶的提取
运用超声波来强化酶的萃取的研究由 来已久，并取得了一些积极的成果。值得 注意的是，使用的超声功率不同，会带来 完全相反的结果。
• 植物细胞中待定成分的提取
植物细胞中内含成分的提取目前已有 广泛的研究，并有一定的应用。超声对提 取的影响与组织细胞的破碎有关。它能使 细胞中可溶性成分更好的释放出来，并使 溶剂分子渗透到组织细胞中去。
微波技术
• 微波萃取的原理及特点 • 微波萃取的影响因素 • 微波萃取的应用
原理
1、利用不同物质吸收微波能力的差异，使 基体物中的目标组分被选择性加热，物料 内部温度上升，增大目标组分的溶解度。
2、加速目标组分向萃取溶剂界面扩散，缩 短目标组分的分子由物料内部扩散到萃取 溶剂界面的时间，而使萃取速率提高。
超声波及微波在合成工艺中的研究
工业与信息化
超声波及微波在合成工艺中的研究
魏涛1 苏瑞2 1. 哈药集团技术中心 黑龙江 哈尔滨 150025； 2. 哈尔滨市第一医院药剂科 黑龙江 哈尔滨 150010
摘 要 在超声波、微波辐射下，本文较系统地研究了催化剂用量、反应温度、微波功率、超声波功率、超声辐射 时间诸因素对酯（乙酸甲酯[1]和苯甲酸乙酯[2]的合成）收率的影响，并比与热常规反应结果进行了比较。实验结果表 明：微波功率600W、超声波功率1200W，催化剂用量，反应温度65℃，酯化率分别可达60%，80%，比热常规反应 提高了10%。 关键词 微波；酯化；乙酸乙酯；苯甲酸乙酯；乙酸甲酯；超声
【适宜催化剂的选择】 固定条件：冰醋酸10g，甲醇11.4g，微波功率700W，65℃ 下辐射8min，浓H2SO4为催化剂，结果可知，催化剂用量为 10mL时，酯化率比较高，所以本实验催化剂用量为4.6mL。 【温度的选择】 固定条件：冰醋酸10g，甲醇11.4g，微波功率700W下辐射 8min，65℃下辐射8min，浓H2SO4为催化剂，可知，酯化率随 温度变化不大，但由于反应温度过高时会导致反应过于剧烈， 反应难控制，致使气体从反应装置上部冲出，所以反应温度选 择65℃。 结果与讨论 常规与微波反应对比
本研究是在微波[3]、超声波辐射下[4-5]，以浓H2SO4为催化 剂，由乙酸和苯甲酸与甲醇、乙醇合成乙酸甲酯，乙酸乙酯和 苯甲酸乙酯，取得较为满意的结果。
1 实验研究 1.1 乙酸甲酯的制备 实验方案 【反应式】 在浓硫酸催化下，乙酸和甲醇生成乙酸甲酯： CH3COOH+CH3OH===CH3COOCH3+H2O 【实验方法】 微波催化方法：在微波催化合成萃取仪中装上250mL三颈
2023年超声波与微波消毒行业市场前景分析
2023年超声波与微波消毒行业市场前景分析随着科技的不断发展和人们生活水平的提高，消毒行业已经成为一个非常重要的行业。
同时，消毒产品的需求也在不断增加。
而超声波和微波消毒则是目前比较新型的消毒技术。
本文将会对超声波和微波消毒行业的市场前景进行分析。
一、超声波消毒超声波消毒技术是通过超声波对细胞和微生物产生的振动作用，进行杀菌和消毒的一种技术。
该技术具有操作简单、消毒效果好、能够迅速消毒等特点。
在医疗、食品等领域有着广泛的应用。
目前，超声波消毒技术已经在一些医院、食品加工厂等场所得到了广泛的应用。
并且，随着消费者对健康问题的关注不断提高，超声波消毒机等产品也在市场上得到了更多的关注。
二、微波消毒微波消毒技术是一种利用微波能量来进行消毒的技术。
该技术具有消毒效率高、消毒速度快、对人体无害等特点。
目前，微波消毒技术已经在一些食品加工、医疗等领域得到了广泛的应用。
同时，随着消费者对健康问题的关注不断提高，微波消毒机等产品也在市场上得到了更多的关注。
三、市场前景分析在当前的消毒市场中，超声波和微波消毒已经成为了一个新兴的市场。
随着社会经济的发展和消费者对健康问题的关注不断提高，这两种消毒技术的市场前景也越来越广阔。
首先，随着一些重大传染性疾病的增加，消费者对于消毒产品的需求也在不断增加。
而超声波和微波消毒不仅能够满足消费者的需求，还能够快速消毒，提高消费者的安全感。
其次，超声波和微波消毒产品也逐渐得到了更多的认可和信任。
随着消费者对健康问题的不断关注，他们对于消毒产品的品质和效果要求也越来越高。
而超声波和微波消毒产品通过不断的创新和优化，已经能够满足消费者的需求，让消费者对其产品更加信任。
综上所述，超声波和微波消毒技术是未来消毒行业的发展方向。
而随着市场需求的不断增加，消毒产品的竞争也将越来越激烈。
因此，企业要积极创新，不断提高产品质量和服务水平，才能在市场中立足。
超声微波协同萃取仪原理
超声微波协同萃取仪原理：
超声微波协同萃取仪的原理主要基于超声波和微波的协同作用，以提高萃取效率。
以下是具体的原理：
1.超声波的空化作用：超声波在萃取介质中产生振动，形成局部的高压和低压交替的现象，从而产生空化气泡。
这些气
泡在高压下迅速扩张，然后在低压下塌缩，形成强大的冲击波。
这种空化气泡的生成和塌缩过程可以破坏样品基体，使目标萃取物与样品基体之间的作用力减小，从而更容易实现固-液萃取分离。
2.微波的直接作用：微波能直接作用于样品基体内。
当微波作用于分子时，促进了分子的转动运动，分子若此时具有一
定的极性，便在微波作用下瞬时极化。
微波产生的电磁场会加速被提取成分的分子从固体内部扩散到固液界面的速度。
以水为溶剂，水分子在微波场的作用下从高速旋转状态变为激发态，这是高能不稳定的状态。
此时水分子气化加强萃取成分的驱动力，释放出自身多余的能量返回基态，释放出的能量传递给其他物质的分子；通过加速其热运动，缩短萃取成分的分子从固体内部扩散到固液界面的时间；结果提取速度提高数倍，可以降低提取温度，最大限度地确保提取物的质量。
这样就产生了键的振动、撕裂、粒子之间的摩擦和碰撞，迅速生成大量的热能；促进细胞破裂，使细胞液溢出，扩散到溶剂中。
3.协同作用：通过结合超声波的空化作用和微波的直接作用，超声微波协同萃取仪能够克服常规超声波和微波萃取的不
足，实现低温常压条件环境下对固体样品进行快速、高效、可靠的预处理。
这种协同作用提高了萃取效率，降低了试剂用量和污染，具有时间短、选择性好、回收率高、可以用水做萃取剂、能自动控制制样条件等特点。
浅谈水处理技术的应用和发展
浅谈水处理技术的应用和发展摘要：洁净水资源跟人们的生活息息相关。
本文主要介绍利用水处理技术实现水资源可持续发展。
文章列举了绿色氧化、绿色絮凝以及超声波、微波、等环保水处理技术，以及在国内外的研究应用现状，探讨了绿色水处理技术的发展趋势。
关键词：超声波水微波水光催化氧化水处理0 引言在当前的水处理技术中，处理效率低，能耗高且易带来二次污染，是水处理技术发展中的突出问题。
因此有必要采用高效、无毒、低能耗、无二次污染的绿色水处理技术，这也是实现水资源可持续发展、环境保护和生态安全的重要措施。
1 超声波、微波绿色水处理技术1.1 超声波水处理超声波水处理是一种新型绿色水处理技术，超声波是指频率在20kHz以上的声波。
用其辐射水溶液会产生许多物理化学变化，这种现象称为超声空化效应。
利用此效应，可以方便、快速地处理废水，尤其对含有毒有机污染物的废水，处理效果更显著。
目前，国内外对超声波水处理技术研究较为深入，研究方向也已从利用超声波单独处理转向超声波复合技术应用的研究。
目前主要有以下几个方面。
1.1.1 超声化学氧化目前的氧化物质有空气、、、以及Fenton试剂等，其中研究较早的是空气和。
超声波与臭氧氧化结合，产生超声臭氧氧化技术，处理效果明显。
此法在最近几年中研究较多，可降解的主要有机物包括酚类、染料、芳香化合物等。
超声臭氧氧化技术降解五氯酚，效果明显好于超声或臭氧单独使用时的效果。
在降解染料废水的过程中，超声波和臭氧氧化之间具有协同效应，产生协同效应的主要原因是超声波促进臭氧转化为自由基。
用臭氧对偶氮染料的脱色过程中增加超声辐射后，不仅可以在11min内达到90％的脱色率，而且臭氧投加量可节省48％。
超声波与结合处理难降解有机物的研究已有报道，其用于分解水中邻氯酚时，降解率可达99％，总有机碳的去除率为63％。
用超声强化氧化降解水中的4－氯苯酚，对水中4－氯苯酚的降解率和TOC去除率均比单独采用超声波效果好。
超声波和微波辅助法提取茵陈总黄酮的条件研究
维普资讯
第 １６卷
李志平等 ：超声波和微 波辅助法提取 茵陈总黄酮的条件研究
５７
见表 ２．
表 ｌ 超声波辅助提取正交实验因素与水平表
壅 鎏塑 堡娶 窭壅堕堑墨垦堡差坌堑
—
—
表 ２ 超 声 波 辅 助提 取 正 交 实 验 结 果 及 极 差 分 析
维普资讯
第 ｌ６卷 第 ３期 ２００７年 ９月
湖 南 城 市 学 院 学 报 （自然 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｃｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）
、ｂ１．１６ ＮＯ．３ Ｓｅｐｔ． ２００７
超声波和微波辅助法提取 茵陈总黄酮 的条件研究
李志平 一，尹笃林 ，李佑稷 ，张朝晖 ，黄鹏飞
（１．湖南 师范大学 化学化工学 院 ，长沙 ４１００８ｌ；２．吉首大学 化学化工学院 ，湖南 吉首 ４１６０００）
摘 要 ：￣Ｘ７０％乙醇为提取溶 剂，分 别用超 声波和微波辅助 法提取茵 陈黄 酮类化合物 ，以总黄酮提取 率
超 声波辅 助 提取 和微波 辅助 提取 天然产 物成 分具有 操作 时间短 、无 噪音 、无 污染 、能耗 低 、 提取率高等特点 ，属环境友好的提取法 Ｊ．本文 通 过正 交实 验设计 探讨 和 比较微 波与超 声波 辅助 法提取 茵 陈总黄 酮 的最 佳工 艺条 件 ，为茵 陈黄酮 的提取 与应用 提供 理论 和实践 依据 ．
超声及微波辅助萃取
1260×960×22 00
500×500×145 0
HF-100-500“隆达”循环超声提取
机
11
超声辅助萃取的设备简介
效率高 采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间短（常规方法的几十分之
一）,工作效率高。以从青蒿（黄花蒿）提取青蒿素（一种特效的疟疾治疗 药物和抗肿瘤药物等）为例，常用的提取方法提取时间在24小时至48小时， 而在相同的条件下，采用循环超声提取机提取时间仅为0.5小时。 50升装 置的物料处理能力相当于2.4立方（2400升）常规提取罐。
重力加速度的巨大加速度和每秒钟28000次获得最大速度l17mm／s的巨大速度
和动能作用于中药材有效成分质点上，使之获得巨大的速度和动能，迅速逸出药
材基体而游离于水中。
5
超声辅助萃取的基本原理
❖ 1.1 原理 ❖ (3)热效应 ❖ 超声波在传播过程中, 其声能可以不断地被溶剂的质点吸
收, 溶剂将所吸收的能量全部或大部分转变热能, 从而导致溶 剂本身和中草药组织的温度升高, 增大中草药有效成分的溶 解度, 加快有效成分的溶解速度。
24
❖ 2、超声提取过程的强化研究 ❖ 由于超声提取的机理尚未完全解释清楚，一些未知的因
素也会影响超声提取的效率，如采用复频共振方式，比单 一频率提取效率大大提高，此外，占空比对超声提取效率 及提取物的纯度也有一定的影响。为进一步提高提取效率， 也可考虑将超声提取技术与微波提取技术联用。
25
❖ 3、超声提取实验设备的改进及工业化设备的研究与应用
微波萃取技术是利用微波的热效应对样品及其有机溶剂进行加热，从而 将目标组分从样品基体中分离出来的一种新型高效分离技术。与传统萃取技 术相比，微波萃取技术具有许多独特的优点，被誉为“绿色萃取技术”，并 已成为实现中药现代化的主要关键技术之一。
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（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。
超声波萃取优点
1.提取效率高：超声波独具的物理特性能促使植
其结构如图 ：
微波辅助萃取系统
3. 在线微波萃取系统
Cresswell 等报道了一种微波在线萃取技术(图 3) 测定沉积物中 PAHs，其中进行了两种流动体系的研究;一种是将沉积物样品在水中 搅成浆状，通过微波萃取，用 C18柱富集萃取物，洗脱成分直接进行 HPLC 分析； 第二种方法是样品在丙酮中被搅成浆状，通过微波萃取， 用 10 mL 正己烷富集从微波炉流出液中待分析成分，然后用 GC、MS 进行定性、定量分析。此外，Ericsson 等采用了动态微波辅助萃取 (dynamic microwave2assisted extraction : DMAE)，该体系在萃取过程 中可以不断的让新鲜的溶剂进入萃取罐，而萃取物可以通过 HPLC进 行实时监测。
超声波和微波辅助萃取技术
超声辅助萃取技术
超声的定义及其原理 超声特点 超声辅助萃取系统 超声萃取的应用 ห้องสมุดไป่ตู้它应用
定义
超声波提取就是利用超声波具有的机械效应， 空化效应及热效应，通过增加介质分子的运动速 度，增大介质的穿透力以提取有效成分的方法
超声波萃取的原理
超声波提取中药材的优越性，是基于超声波的 特殊物理性质。主要是通过压电换能器产生的快 速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间 的作用力从而实现固--液萃取分离。
多用途介绍
1.可作生物和植物细胞破碎； 2.可作生物和植物有效成份萃取； 3.可作中草药有效成份的低温提取； 4.可作BCR元素形态萃取； 5.低能量状态可激活细菌； 6.高能量状态可杀死活细菌； 7.可用于DNA提取和DNA剪切； 8.可用于基因导入； 9.可用于原酒的催陈处理； 10.可用于打破植物种子的休眠状态，以提高出芽
微波萃取的应用
多环芳烃( PAHs) 多氯联苯及农药残留 酚类化合物 药物有效成分
微波特点
4. 生物效应( 非热效应) 由于大多数生物体内含有极性水分子，在微波
场的作用下引起强烈的极性震荡，从而导致细胞 分子间氢键松弛，细胞膜结构电击穿破裂，加速 了溶剂分子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。 因此，利用 MAE从生物基体萃取待分析的成分时， 能提高萃取效率。
微波辅助萃取系统
1. 密闭式微波萃取体系 这类微波萃取体系是由一个磁控管、一个炉腔、
监视压力和温度的监视装置及一些电子器件所 组成。其中在炉腔中有可容放 12 个密闭萃取罐 的旋转盘，其结构如图 1 所示。该体系有自动 调节温度、压力的装置，可实现温2压可控萃取。 该体系的优点是:待分析成分不易损失，压力可 控。当压力增大时，溶剂的沸点也相应增高， 这样有利于待分析成分从基体中萃取出来。国 产 MK21 型压力自控微波系统[28]属于密闭式微 波萃取体系。可以实现定时、压力(5 个档) 自控， 但不能实行温度控制，最多可同时处理 9 个样 品。
物细胞组织破壁或变形，使中药有效成分提取更 充分，提取率比传统工艺显著提高达50—500% 2.提取时间短：超声波强化中药提取通常在24— 40分钟即可获得最佳提取率，提取时间较传统方 法大大缩短2/3以上， 药材原材料处理量大； 3.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；
（2）空化作用。超声波在液体介质中传播产生特殊 的“空化效应”，“空化效应”不断产生无数内部 压力达到上千个大气压的微气穴并不断“爆破”产 生微观上的强大冲击波作用在中药材上，使其中药 材成分物质被“轰击”逸出，并使得药材基体被不 断剥蚀，其中不属于植物结构的药效成分不断被分 离出来。加速植物有效成份的浸出提取。
换成热能对物料加热，形成独特的物料受热方 式，整个物料被加热，无温度梯度，即微波加 热具有均匀性的优点。
微波特点
3. 微波加热具有选择性 微波对介电性质不同的物料呈现出选择性的加
热特点，介电常数及介质损耗小的物料，对微波 的入射可以说是“透明”的。溶质和溶剂的极性 越大，对微波能的吸收越大，升温越快，促进了 萃取速度。而对于不吸收微波的非极性溶剂，微 波几乎不起加热作用。所以，在选择萃取剂时一 定要考虑到溶剂的极性，以达到最佳效果。
（1）加速介质质点运动。高于20 KHz声波频率的 超声波的连续介质（例如水）中传播时，根据惠 更斯波动原理，在其传播的波阵面上将引起介质 质点（包括药材重要效成分的质点）的运动，使 介质质点运动获行巨大的加速度和动能。质点的 加速度经计算一般可达重力加速度的二千倍以上。 由于介质质点将超声波能量作用于药材中药效成 分质点上而使之获得巨大的加速度和动能，迅速 逸出药材基体而游离于水中。
微波辅助萃取技术
微波的定义及其原理 微波特点 微波辅助萃取系统 微波萃取的应用 其它应用
微波萃取的定义及其原理
微波萃取是利用微波能来提高萃取率的一种最 新发展起来的新技术。
微波作用将细胞壁和细胞膜破碎或溶解，以期 提高有效成分或有效部位的提取率
微波特点
1. 快速高效 样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作用
率和早熟期； 11.可用于两项不同质的溶液聚合
超 声 中草药有效成份的低温提取
超声波提取中药和天然药物的简易方法和机 理说明：在容器中加入提取溶媒（水、乙醇或其 他有机溶剂等），将中药材根据需要粉碎或切成 颗粒状，放入提取溶媒中；容器的外壁粘接换能 器振子或将振子密封于不锈钢盒中投入容器中； 开启超声波发生器，振子向提取溶媒中发出超声 波，超声波在提取溶媒中产生的‘空化效应’和 机械作用一方面可有效地破碎药材的细胞壁，使 有效成分呈游离状态并溶入提取溶媒中，另一方 面可加速提取溶媒的分子运动，使得提取溶媒和 药材中的有效成分快速接触，相互溶合、混合。
微波辅助萃取系统
2. 开罐式聚焦微波萃取系统
该体系与密闭微波萃取系统基本相似，只是其微波是 通过一波导管将其聚焦在萃取体系上，其萃取罐是与大气 连通的，即在大气压下进行萃取(压力恒定)，所以只能实 现温度控制。该系统将微波与索氏抽提结合起来，既采用 了微波加热的优点，又发挥了索氏抽提的长处，同时免去 了过滤或离心等分离的步骤。但该体系不足之处在于一次 处理的样品数不能太多。
下，以 109/s 圈的速度变换其正、负极，产生 偶极涡流、离子传导和高频率摩擦，从而在短 时间内产生大量的热量。偶极分子旋转导致的 弱氢键破裂、离子迁移等加速了溶剂分子对样 品基体的渗透，待分析成分很快溶剂化，使微 波萃取时间显著缩短。
微波特点
2. 加热均匀 微波加热是透入物料内部的能量被物料吸收转
4.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
5.提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化； 6.提取工艺运行成本低，综合经济效益显著； 7. 操作简单易行，设备维护、保养方便。
提取率提高50%—500% 提取时间（分钟）缩短2/3以上 提取温度为40—60℃，保护有效成份