プロポリス超音波抽出プロセスにおける工業用超音波プローブの作用機序は何ですか？

主なメカニズムは音響キャビテーションです。 工業用超音波プローブは、高周波の機械的振動を溶媒混合物に直接伝達します。これにより、急速な膨張と激しい崩壊を起こす微細な気泡が生成され、外部熱に頼ることなくプロポリス構造を破壊する強力な物理的力が生じます。

コアの要点：超音波プローブは、受動的な浸漬を能動的な機械的破壊に置き換えます。キャビテーションによる高速マイクロジェットと衝撃波を生成することにより、プロポリスの複雑な樹脂状および細胞壁のバリアを物理的に粉砕し、溶媒がより深く浸透して生理活性化合物を大幅に速く抽出できるようにします。

プロセスの物理学

超音波プローブは、高周波の機械的振動を液体媒体（通常はエタノールベースの溶媒）に放射します。これらの振動は、流体内に高圧と低圧の急速なサイクルを作成します。

低圧サイクル中に、微細な真空気泡が形成されます。高圧サイクル中に、これらの気泡はサイズを維持できなくなるまで成長し、激しく崩壊します。

これらのキャビテーション気泡が固体プロポリス粒子の近くで崩壊すると、微細な内破として機能します。

このイベントは、極端な局所圧力と衝撃波を生成します。抽出プロセスを推進するのは、一般的な攪拌ではなく、この集中的な機械的エネルギーです。

プロポリスは、複雑なコロイド構造と、溶媒の浸透に自然に抵抗する明確な細胞壁で構成されています。

キャビテーションによって生成された衝撃波とマイクロジェットは、これらの粒子を物理的に爆撃します。この機械的衝撃は、細胞壁を効果的に分解し、生のプロポリスによく見られる保護的なワックス層を剥ぎ取ります。

物理構造が破壊されると、溶媒は材料にさらに容易に浸透できます。

これにより、質量移動速度が大幅に向上します。溶媒はプロポリスの内部マトリックスにアクセスし、フラボノイドやフェノール酸などの標的化合物を溶解させて、バルク液体に移動させます。

超音波抽出は内部エネルギーを生成しますが、プロセス全体をより低い周囲温度（例：25°C〜40°C）で実行できます。

これは、熱に弱い成分を含むプロポリスにとって重要な利点です。ただし、オペレーターは、抽出されている抗酸化物質自体の熱分解を防ぐために、プロセスがこれらの「穏やかな条件」内に留まることを確認する必要があります。

超音波プローブは、従来の浸漬または単純な溶解と比較して、抽出サイクルを劇的に短縮します。

ただし、高周波振動を処理できる特殊な機器が必要になります。トレードオフは、より高い収率とより速い処理時間を達成するための技術への投資であり、蜜蝋のような不溶性不純物をろ過しながら行われます。

抽出ラインでの工業用超音波プローブの有用性を最大化するために、特定のターゲットを検討してください。

主な焦点がプロセス速度である場合：キャビテーション効果を活用して、ジテルペノイドと有機酸の拡散を加速することにより、抽出時間を大幅に短縮します。
主な焦点が製品効力である場合：プローブを使用して、より低い温度（約25°C）で抽出することにより、熱に弱いフラボノイドと総フェノールを確実に保存します。

制御されたキャビテーションを利用することにより、遅く受動的な溶解プロセスを、迅速で高収率の機械的分離プロセスに変えます。

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Mircea Oroian, Florin Ursachi. Comparative evaluation of maceration, microwave and ultrasonic-assisted extraction of phenolic compounds from propolis. DOI: 10.1007/s13197-019-04031-x

この記事は、以下の技術情報にも基づいています HonestBee ナレッジベース .