一种利用变频超声清洁物件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用超声波除污杀菌领域，特别涉及一种利用变频超声清洁物件的方法。
【背景技术】
[0002]上个世纪20年代，美国的Richard和Loomis首先研究发现超声波可以加速化学反应，但长期以来未引起化学家们的重视。直到80年代中期大功率超声设备的普及和发展，超声波在化学工业中的应用迅速发展，并产生了新的交叉科学，声化学。1986年，第一次有关超声化学的国际研讨会召开，超声的应用研究引起了广泛的兴趣。此后，超声辐射在有机合成中的应用发展也非常迅速。与传统的有机合成方法相比较，超声合成方法操作简单、反应条件温和、反应时间缩短、反应产率提高，甚至能引起某些在传统条件下不能进行的反应。
[0003]超声波对化学反应的促进作用不是来自于声波与反应物分子的直接相互作用，因为在液体中常用的声波波长远远大于分子尺度。超声波之所以产生化学效应，一个普遍接受的观点是空化现象，即存在于液体中的微小气泡在超声场的作用下被激活，表现为泡核的形成、振荡、生长、收缩乃至崩溃等一系列动力学过程，及其引发的物理和化学效应。气泡在几微秒之内突然崩溃，气泡破裂类似于一个的爆炸过程，产生极短暂的高能环境，由此产生局部的高温、高压。同时这种局部高温、高压存在的时间非常短，仅有几微秒，所以温度的变化率非常大，这就为在一般条件下难以实现或不可能实现的化学反应提供了一种非常特殊的环境。高温条件有利于反应物种的裂解和自由基的形成，提高了化学反应速率。高压有利于气相中的反应；另一方面，当气泡破裂产生高压的同时，还伴随强烈的冲击波，其速度可以达100m/S的微射流，对于有固体参加的非均相体系起到了很好的冲击作用，导致分子间强烈的相互碰撞和聚集，对固体表面形态、表面组成产生极为重要的作用。因此空化作用可以看作聚集声能的一种形式，能够在微观尺度内模拟反应器内的高温高压，促进反应的进行。
[0004]很多有机反应是在均相溶液中进行的，在此类反应中，超声空化过程中形成的气泡里不仅含有液体本身产生的蒸气，而且含有溶解于液体的气体。空化气泡崩溃时，产生的能量可导致键的断裂，促进自由基的产生，改变溶剂结构从而影响反应速度。在固、液多相反应中，超声在液相中的作用与在均相中一样，但在相界面处的作用与界面性质有关。由于固体的不规则性，使得固体附近产生的空穴为非球形，当它们崩溃时，周围的流体迅速来填充空穴，从而形成冲向固体表面的微射流，其以几百米每秒的速度流向固体表面，这种微射流能起到活化催化剂表面的作用。一方面，微射流起到清洗作用，剥蚀金属粒子的氧化层而大大改善催化剂活性；另一方面，微射流能使浸渍的催化剂组分进入载体孔中，当能量足够时，甚至能使固体粒子发生碎裂，对这种体系，超声主要是增大了反应的表面积及固体表面的传质。
[0005]超声对萃取的强化作用最主要的原因是空化效应，即存在于液体中的微小气泡，在超声场的作用下被激活，表现为泡核的形成、振荡、生长、收缩乃至崩溃等一系列动力学过程，及其引发的物理和化学效应.气泡在几微秒之内突然崩溃，可形成高达5000K以上的局部热点，压力可达数十乃至上百个兆帕，随着高压的释放，在液体中形成强大的冲击波(均相)或高速射流(非均相)，其速度可以达lOOm/s。伴随超声空化产生的微射流、冲击波等机械效应加剧了体系的湍动程度，加快相相间的传质速度。同时，冲击流对动植物细胞组织产生一种物理剪切力，使之变形、破裂、并释放出内含物，从而促进细胞内有效成分的溶出。另外，超声波的热作用和机械作用也能促进超声波强化萃取。超声波在媒质质点传播过程中其能量不断被媒质质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高，加速有效成分的溶解。超声波的机械作用主要是超声波在介质中传播时，在其传播的波阵面上将引起介质质点的交替压缩和伸长，使介质质点运动，从而获得巨大的加速度和动能。巨大的加速度能促进溶剂进人提取物细胞，加强传质过程，使有效成分迅速逸出。
[0006]超声场强化提取油脂可使浸取效率显著提高，还可以改善油脂品质，节约原料，增加油的提取量.植物油脂的提取目前使用最多的是溶剂浸出法.将超声技术作为一种辅助手段应用到溶剂浸出法中，会使含油细胞更容易破裂，油脂分子更容易释放出来，提高了提取效率，而且还可使植物油中的生理活性成分得以保持，提高了油脂的营养价值。超声强化提取对核桃仁油中脂肪酸的组成有一定影响，超声强化条件下总不饱和脂肪酸的相对含量有所提高.超声波也可用于动物油的加工。动物油脂的提取通常使用熬炼法。熬炼法出油率低，而且熬炼时间过长，会使部分脂肪分解导致油脂酸败，熬炼温度过高容易使组织焦化，影响产品的感官性状。使用超声波法提取不但可以缩短提取时间，提高出油率，而且还能使内部的维生素免遭破坏。使用不同频率的超声波提取鳕鱼肝油时发现，在2?5min内可使油脂全部游离出来，出油率接近原料的含油率，而且油脂清澈无残渣。
[0007]超声波的空化现象可加速细胞内有效成分的溶出，超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散等也能加速细胞内有效成分的扩散释放并使其充分与溶剂混合，便于提取.微波作为一种电磁波，具有电磁波的反射、透射以及伴随电磁波进行能量传输等特性，在一般的条件下，微波可方便地穿透某些材料，也可以被一些介质材料吸收而产生热。超声波一微波协同萃取新技术将超声与微波两种作用方式相结合，充分利用超声波振动的空化作用以及微波的高能作用，克服了常规超声波和微波萃取之不足，实现了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。与传统萃取方法相比，该装置除了速度快、能耗小、溶剂用量小、回收率高