中藥提取設(shè)備

一、超聲波作用機理

        超聲波是指頻率為20KHz-50MHz左右的機械波，需要能量載體一介質(zhì)來進行傳播。超聲波在傳遞過程中存在著正負壓交變周期，在正相位時，對介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來的密度；負相位時，介質(zhì)分子稀疏、離散，介質(zhì)密度減小。也就是說，超聲波并不能使樣品內(nèi)的分子產(chǎn)生極化，而是在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用，導致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與提取溶劑之間的接觸面積，提高目標物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。

        1.1 超聲波效應

         超聲波提取中藥材的*性，是基于超聲波的特殊物理性質(zhì)，主要通過壓電換能器產(chǎn)生快速機械振動波來減少目標萃取物與樣品之間的作用力，從而實現(xiàn)固液分離。

              1）加速介質(zhì)質(zhì)點運動。高于20KHz頻率的超聲波連續(xù)介質(zhì)（例如水）中傳播時，根據(jù)惠更斯波動原理，在其傳播的波陣上將引起介質(zhì)質(zhì)點（包括藥材中藥效成分的質(zhì)點）的運動，使介質(zhì)質(zhì)點運動獲得巨大的加速和動能。質(zhì)點的加速度經(jīng)計算一般可達重力加速度的二千倍以上。由于介質(zhì)質(zhì)點將超聲波能量作用于藥材中藥效成分質(zhì)點上而獲得巨大的加速度和動能，藥材基體才能迅速逸出，游離于水中。

              2）空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應”，“空化效應”不斷產(chǎn)生內(nèi)部壓力達到上千個大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強大沖擊波作用在中藥材上，使其中不屬于藥物有效成分的物質(zhì)被分離出來，從而加速藥物有效成分的浸出提取。

              3）熱效應。和其它物理波一樣，超聲波在介質(zhì)中的傳播過程也是一個能量的傳播和擴散過程，即超聲波在介質(zhì)的傳播過程中，其聲能不斷被介質(zhì)的質(zhì)點吸收，介質(zhì)將所吸收的能量全部或大部分轉(zhuǎn)變成熱能，從而導致介質(zhì)本身和藥材組織溫度的升高，增大了藥物有效成分的溶解速度。由于這種吸收聲能引起的藥物組織內(nèi)部溫度的升高是瞬間的，因此可以使提取的成分的生物活性保持不變。此外，超聲波還可以產(chǎn)生許多次級效應，如乳化、擴散、擊碎、化學效應等，這些作用也促進了植物體中有效成分的溶解，促使藥物有效成分進入介質(zhì)，并與介質(zhì)充分混合，加快子提取過程的進行，并提高了藥物有效成分的提取率。

        1.2 超聲波提取的特點

                1）超聲波提取時不需加熱，避免了中藥常規(guī)煎煮法、回流法長時間加熱對有效成分的不良影響，適用于對熱敏物質(zhì)的提取；同時，由于其不需加熱，因而也節(jié)省了能源。

                2）超聲波提取提高了藥物有效成分的提取率，節(jié)省了原料藥材，有利于中藥資源的充分利用，提高了經(jīng)濟效益。

                3）超聲波提取是一個物理過程，在整個浸提過程中無化學反應發(fā)生，不影響大多數(shù)藥物有效成分的生理活性。

                4）提取物有效成分含量高，有利于進一步精制。

        1.3 中藥萃取出膏率與時間控制

  超聲波在中藥萃取中的原理是把大塊的粒子震碎成小粒子，有利于溶解，但不會提高物質(zhì)本身的溶解度。基本上最初的一段時間超聲波可起到加強中藥成分的顯著溶解，再多的時間意義不大，也不會再有明顯效果。另外，超聲波在中藥提取中的作用與提取次數(shù)和人為的控制時間相關(guān)。

二、超聲波振動系統(tǒng)組成

  超聲波中藥提取處理系統(tǒng)主要由超聲波驅(qū)動電源和超聲波發(fā)射頭兩部分組成，通過專用電纜連接。如圖1所示。

圖1 聲化學系統(tǒng)（設(shè)備）構(gòu)成

三、技術(shù)指標

四、性能優(yōu)點

                                ①  應用超聲波提取技術(shù)，提取率高、時間短、均一性好；?

                                ②  實現(xiàn)低、常、高溫可監(jiān)、可調(diào)、可控；?

                                ③  全密封防爆、可使用水、乙醇、石油醚等各種提取溶媒；?

                                ④  *的電氣控制系統(tǒng)可保證超聲波系統(tǒng)長時間連續(xù)工作；?

                                ⑤  可采用電加熱或蒸汽加熱方式；?

                                ⑥  可配攪拌器或循環(huán)泵，使物料和溶劑更充分的置換；?

                                ⑦  此設(shè)備可在原有罐釜基礎(chǔ)上進行改裝；?

                                ⑧  操作方便、工序簡單；?

                                ⑨  超聲提取，提取時間顯著縮短，提取得率大幅提高；?

                                ⑩  提取溫度任意設(shè)定，實現(xiàn)低、常、高溫可監(jiān)、可調(diào)、可控；?

                                ?  適用各種有機溶劑，可進行各種中藥和天然產(chǎn)物的提取；?

                                ?  *的電氣控制和保護技術(shù)，保障了設(shè)備長時間安全運行的性能；?