茶是世界上仅次于水消费量最广的饮品之一，既因其清爽的口感又因其营养价值而备受青睐（Ho, Zheng, & Li, 2015）。茶来源于Camellia sinensis的叶片，含有多种植物化学物质，包括多酚类、单宁类、芳香化合物和咖啡因（Dreosti, 1996; Gramza-Michalowska, 2014; Savolainen, 1992）。其中，儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）和没食子酸（GA）等多酚类化合物被认为是具有强抗氧化性和健康促进特性的强效生物活性物质（Dreosti, 1996）。咖啡因也具有重要生理作用，能提神醒脑和刺激认知功能，这是许多消费者主动寻求的功效（Gramza-Michalowska, 2014）。
传统上，茶是用热水（70–100 °C）浸泡茶叶数分钟冲泡而成的（Venditti et al., 2010）。在传统热萃过程中，时间和温度的控制至关重要，因为它们直接影响茶汤中多酚的含量以及冲泡茶的整体感官质量（Damiani, Bacchetti, Padella, Tiano, & Carloni, 2014; Ramalho et al., 2013）。冷萃（4 °C）是另一种流行的泡茶方法，因其口感更顺滑、苦涩味减少和香气保存更佳而受到推崇（Lin, Udompornmongkol, Yang, Chen, & Mau, 2014）。然而，从加工角度来看，冷萃耗时较长，通常需要在冷藏条件下进行长时间批次浸泡（6–12 小时）。一种快速的按需方法可以通过缩短停留时间、减少冷藏需求，并提高单位设备的吞吐量，从而实现时间和成本的降低。
加速冷萃茶萃取的一个有前景的策略是超声，即频率高于 20 kHz 的声波，广泛应用于食品工业中以加速传质过程（N. Naliyadhara, Arcot, & Trujillo, 2025）。当将超声应用于含有植物材料的液体介质时，会产生空化和微流效应，打开植物细胞壁，使细胞内化合物更快释放。它还引起湍流，使溶剂（水）更深入、更快速地扩散到食品基质中（Chiu et al., 2024）。超声辅助萃取茶已被广泛报道，但几乎完全局限于静态配置，即茶叶浸没在固定体积的溶剂中直至声化完成。探头式和外置浴式超声容器已被应用于多酚回收（Iftikhar & Ahmed, 2025; Saeed, Rosa, Ismail, Wang, & Liu, 2026），以及使用深共晶溶剂（Gu et al., 2025）或热水配合优化声化废弃普洱黄叶来回收茶多糖（Zhao et al., 2025）。声化还已与酶处理相结合，以优化即饮茶的萃取，既在较高温度下（Thakur, Kaushal, Vaidya, Verma, & Gupta, 2024），也在较低温度下（Thakur, Kaushal, Vaidya, Verma, & Gupta, 2025）。由于空化将声能以热的形式耗散，冷萃应用需要主动的温度管理：Thakur 等人（2025）通过直接将冰块加入声化介质中来解决此问题（Thakur, Kaushal, Vaidya, & Gupta, 2025），而 Yang 等人（2026）通过外部冷却循环维持低温条件，将冷萃绿茶的制备时间从 1 小时缩短至 8 分钟（Yang et al., 2026）。在所有这些系统中，溶剂是静止的，声源要么位于容器壁外部，要么浸没在主体液体中，萃取物在单个批次结束时回收。
本文报道的系统在反应器构型上有所不同，而非在超声的使用上。一种压电换能器-声 horn 组件经过调谐，用于激发金属过滤篮的共振模式，使声能从整个侧壁向内注入，而非从单个浸没式探头尖端或透过外部浴介质注入。这避免了探头系统的近场局部化特征以及浴式系统的低耦合和定义不清的缺点。在本系统中，溶剂不是静止的：新鲜水通过离散渗滤周期穿过茶床，持续更新颗粒表面的浓度梯度，产品直接收集为即饮茶饮品。壁面共振激发、填充床几何结构和间歇流动渗滤的组合构成本研究的创新点。
渗滤泡茶与传统浸泡不同：不是将茶叶浸在固定量的水中，而是在受控间隔下让新鲜茶水穿过茶叶床。在我们的工作中，我们使用一种专利声反应器（国际公开号：WO 2025/118023 A1）将超声直接引入该系统（湿润茶叶床中），该专利此前开发用于咖啡萃取，可将标准意式浓缩咖啡篮转化为有效的超声反应器（Chiu et al., 2024）。
在零售和咖啡馆场景中，热茶可在数分钟内制备完成；因此，冷萃所需的 6–12 小时准备时间是主要障碍，需要进行过程强化以缩短萃取时间。我们假设，超声辅助渗滤可以大幅缩短冷萃时间，同时保持或改善茶浸出液的化学和挥发性相关质量。据此，本研究的目标是通过声学模拟和阻抗分析表征共振声反应器渗滤系统；量化 CP 和 UAP 条件下红茶和乌龙茶的萃取动力学，包括萃取时间和研磨粒径的影响；评估所得浸出液的萃取率、颜色、pH 值、总多酚含量、抗氧化活性及靶向植物化学物质（GA、EGCG 和咖啡因）；并将其挥发性成分与传统 CB 进行比较。
