全 文 ：中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第8期2005年8月
1．12 按其他日常用途取名：洗桌草(节节草)、鹭鸶竹(苦
竹)、金钥匙(瓜子金)、锄头草(鸡眼草)等。
1．13特定含义命名：老虎脚迹(毛莨)，即形象化，又有药效
强烈似老虎之意；九里火(威灵仙)形象化地反映出该药热性
似可散发到九里之外的火；还有仙人草或甜仙草(凉粉草)、张
老花(天名精)等。
2结语
许多畲药取名都带有浓厚的民族特色。因受畲族语言的
局限和了解的深度不够，加之收集药名欠全面和本人水平有
限，故难免有不当之处，尚有待进一步探索。开发畲医药也是
发展绿色、特色经济的突破口，为振兴民族地区经济做出贡
献。因此，开展畲医药研究是具有非常重要的价值和意义。
工业化超声波中药提取装备研究
白中明
(金百特电子有限责任公司，山东济宁272023)
我国自20世纪50年代就已广泛开始将超声波技术应用
于中药和天然产物提取的研究，发现超声波提取技术比传统
的提取方法具有提取时间短、提取得率高等优点。但长期以
来，这项新技术在国内并没有得到广泛地工业化推广应用，主
要原因是没有配套成熟的工业化超声波提取设备。笔者于
1997年开始这方面的开发研制工作，利用自身具有超声波机
电成套设备的技术力量和生产优势，从1998年设计出第一台
超声波提取设备以来，到2004年共研制生产出3代5种机型
的超声波提取设备，累计申请了24项专利，已授权19项。第
一套生产型连续化管道式多功能超声波提取机组于2002年
底在成都得到实际生产应用，每小时可提取150kg的植物药
材，提取时间缩短至50min以内，得率提高20％左右；第一套
生产型连续化釜罐式多功能超声波提取机组于2003年在哈
尔滨得到实际生产应用，日可提取1600kg动物脏器原料，
比传统的提取方法，提取时间由15d缩短至3h，提取得率提
高30％左右，而且工序大大简化，成本明显降低，为用户带来
的效益非常显著；中试型智能控制多功能超声波提取机组分
别在东北林业大学、许昌山花实业有限公司、河南焦作大学、
新疆昆仑神农股份有限公司等科研院所和企业得到应用，标
志着国内拥有了真正具有工业化应用的超声波提取设备。
通过对超声应用技术十多年的研究，笔者积累了有关超
声在中药和天然产物提取方面的知识和经验，在此和大家一
起交流、学习。
1超声波提取的原理及设备的基本构造
1．1 原理：利用20～80kHz频率的超声波传输到液体介质
(提取溶媒)中产生的机构效能和“空化”效应，加速提取溶媒
的分子运动和活性，从而提高和加速提取溶媒向细胞质中的
渗透力和速度，加速提取溶媒和有效药物成分的溶解速度，加
速吸收溶解药物成分的提取溶媒向细胞外的扩散速度，实现
中药和天然产物的浸提，同时具有提取时间短、得率高、杂质
少等特点。
1．2 超声波提取设备基本构造：超声波设备的结构及组成如
图1所示，主要由超声波发生器(超声频电源)、换能器振子和
处理容器组成。
液体 容器
子
图1超声波装置的基本构造
Fig．1Basicconstructionofultrasonicinstallation
1．2．1超声波发生器：是将220V／50Hz或380V／50Hz的
电信号转化为500800v／20～100KHz的电信号，驱动换
能器振子发出超声波。
1．2．2换能器振子：发出超声波的器
件。a)一种超声换能器为展宽喇叭形夹
心式压电换能器，如图2所示。这种换能
器的优点是成本低、性能稳定、作用面积
大；缺点是功率强度小。本文下面所述的
超声波提取设备采用的换能器全部为此
图2
喇叭形离散种换能器。b)另一种为聚能式换能器。
式换能器
这种换能器的优点是在顶端聚集发出较
Fig·2Fla。。dt。a‘强的超声能量，可以达到48w／cm2缺
n8du。。。of点是作用范围小，自身产生的热量大，难
m5persing以长时间连续工作，成本高。这3个因素
8‘Y1。8 就决定了其无法适合工业化应用。
i．2．3处理容器：容器的作用是盛装需要超声加工处理的
物质(在中药和天然药物提取应用中，为中药材和提取溶媒
的混合物)，形状有方槽形、圆管形等。但作为提取设备，必须
使用内壁圆滑的圆形管或罐。
1．3超声波提取的简易方法说明：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
收稿日期：2005—03—0
作者简介：自中明(1962一)，男，济宁金百特电子有限责任公司总经理，1983年毕业于山东海洋学院(现中国海洋大学)，2004年荣获山东
省科技厅、省知识产权局等七家部门颁发的“中国专利优秀发明家提名奖”，2001年荣获“济宁市十佳专利发明者”。
Tel：(0537)2362566E—mail：office@sinobest．com．cn
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第8期2005年8月
成颗粒状，放入提取溶媒中；容器的外壁排布换能器振子；开 2
启超声波发生器，振子向提取溶媒中发出超声波，利用上述
超声波靛术与传统提取方法的对比
表1收集了国内外应用超声波技术提取中药和天然产
原理中所述的作用，实现中药和天然产物的浸提。 物和用传统方法提取效果对比。
表1超声波技术与传统方法提取效果的对比
Table1 Comparisonofextractiveeffectbetweenultr翻s0疵andtra itionalextracttechnology
3国内现有超声波提取设备的型式及各自的特点分析
3．1 技术难点：自20世纪50年代以来，在半个多世纪中，
国内许许多多的科研人员和生产技术人员，为了能将超声波
提取中药和天然产物的这项新技术应用到工业化，做出了不
懈的努力，开发出许多型式的超声波提取设备，但由于提取
生产量小，同时没有克服超声电气的技术问题，推出的设备
并不具有工业化应用的价值。笔者研制开发工业化的超声波
提取设备8年多，总结起来，下列超声电气的特性，以及处理
容器的结构型式等技术难题制约了超声波技术走向工业化。
3．1．1超声波的特性：a)超声波在液体中传输衰减和损耗
很大，离发出超声波的换能器振子表面300mm处，超声波
的能量基本就衰减到很小。b)喇叭形夹心式压电换能器单个
只有80W额定功率，大功率的设备就需要几百个振子并联
输出工作。如何保证振子工作的安全性，并便于维修、维护，
是大功率超声波设备的一个难题。c)功率放大器件。超声电
气的技术难点就是在高频下要达到大功率输出。随着IGBT
高频大功率放大器件的出现，一方面解决了大功率超声设备
的技术问题，保证性能稳定，同时降低了成本，保障了超声波
设备的市场推广。d)上述超声波及相关电子元器件的这些特
性，决定了超声波技术的难度，大大增加了大功率超声波设
备的制造难度和生产成本。
3．1．2处理容器的结构型式：超声波提取设备的容器要达到
下列要求：a)保证超声能量高效作用到处理容器中的中药材
和提取溶媒混合物中，实现超声提取的各项优点；b)达到工业
化生产产量的要求；c)符合GMP认证对制药机械的要求。
3．2常规超声波提取设备的型式：任何一位从事超声提取
设备的研制开发的人员，不管是搞药物研究的，还是从事超
声电气技术的，很容易受传统中药提取罐形式的约束，而且
国内目前几乎都是围绕着这种结构形式开发试制，其结构形
式和特点如下。
3．2．1在罐的底部或者顶部粘接换能器：但这两种结构形
式，由于罐的深度受超声衰减的影响只能设计在390，mm以
内，因此限制了罐的容积，无法满足工业化生产需要；
3．2．2在罐的周壁粘接换能器这种形式存在的主要问题
有：a)受超声波衰减因素的制约，超声有效柞用区域为一环
形，如果提取罐的直径太犬，中央就会形成超声空白区；b)功
率难以和罐的容积(一般为3000，6，oooL)相匹配，6000L
的罐需要120～180kW超声输出功率，如此大的功率，使超
声波设备制造难度增大，同时成本也无法使用户接受。c)将
换能器振子粘接在罐的周壁上(圆边无法粘接振子，就做成
多边形)，但罐壁太厚，超声波声能损失太大；d)设备的电气
安全性、机械性能都存在无法克服的问题。
3．2．3在提取罐的中央投入密封盒，这种型式存在的主要
问题有：a)受超声波衰减因素的制约，超声有效作用区域为
一环形，如果提取罐的直径太大，在罐的周壁就会形成超声
空白区；b)难以保证超声波器件的安全性，也无法实现在线
不停机维修；c)将振子密封于不锈钢盒中，投入罐的中央，一
方面不锈钢盒无法太大，否则装配、密封和维修都难以解决，
另一方面太小功率达不到，超声波的作用就微乎其微，难以
达到应有的效果。d)药材在浸泡后堆积于罐体的底部，严重
妨碍了超声能量的发挥。
4工业化超声波提取设备最新发展
万方数据
·1276· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第8期2005年8月
济宁金百特电子有限责任公司历经8年研制开发，成功
发明创造出一种新型结构的超声波加工处理装置，其和传统
的超声波装置相比，具有下列优点：1)大功率超声电气长时
间安全运行；2)超声能量高效发挥；3)温度从5～100‘C任意
调控；4)噪音低(70分贝以下)；5)易于安装装配，实现不停产
在线维修；6)避免了超声波对提取容器材质的影响，可保证
提取物的安全性。
将这种新型超声波加工处理装置和连续逆流提取技术
相结合，形成连续逆流超声波中药提取成套设备(图3一A)，
单套日提取植物药材可达10t，真正使怒声波这项中-药和天
然产物提取新技术实现工业化。其具有下列优点“)曳著缩
短提取时间(为传统提取设备的1／6～1／12)；2)有效成分收
率提高20％以上；3)温度从5～100℃任意调控，全密封防
爆，可使用各种有机溶剂，满足各种中药和天然产物提取的
需要；4)采取连续化动态逆流提取，生产量和生产效率大幅
提高，降低劳动强度；5)能耗低，降低生产成本；6)超声波总
功率大幅度减小，成本降低。
同时，利用这种新型超声波加工处理装置，济宁金百特
电子有限责任公司还开发出釜罐式多功能超声波提取机组
(图3一B)、中试型多功能超声波提取机组(图3一C)。截止到目
前，围绕着超声波提取设备，已完成了5项生产基础标准和2
项产品生产标准的制定和备案工作，同时在设计和生产过程
中，严格执行《药品生产质量管理规范》，不仅充分保证机械
和电气连续安全运行的性能，各项指标达到工业化生产的要
求，而且易于维修和维护，安全卫生。，易于清理，达到GMP认
证对制药装备的要求。
A一管道式B一釜罐C一中试型
A—pipingtypeB-caddytypeC—centerexperimenttype
图3超声波提取设备
Fig．3Ultrasonicextractiveequipment
5结语 成套设备，实现了超声波提取技术的工业化应用，为中药和
新型超声波加工处理装置克服了超声波技术在应用于 天然药物提取增添了一种先进手段，填补国内空白。其研制
中药和天然产物提取方面存在的问题和难点，这一创新装置 成功，对于推动中药现代化、产业化发展具有非、常重要的
与连续逆流提取技术相结合，推出连续逆流超声波中药提取 意义。
葛氧苔潍笞爆；薄主器零苔譬零嗡黔主海零苔譬零罐晕甾氧零笞譬搴边岛乏$乏昂零葛黜莽嗡舄蔷警零墙鱼笞嗡三萍主滓零苔譬琴堙皋乏$零笞潍乏零岔毡鑫零岔啦莽之孓皇薄
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万方数据
工业化超声波中药提取装备研究
作者： 白中明
作者单位： 金百特电子有限责任公司,山东,济宁,272023
刊名： 中草药
英文刊名： CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年，卷(期)： 2005,36(8)
被引用次数： 6次

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