兽用中药材超声波提取技术的应用与研究

陈海芹

摘要：对现有的超声波提取技术进行了分析，并提出了一套能够解决已有问题的兽用中药材超声波提取技术。

关键词：兽用中药材;超声波提取技术;循环喷淋;中药材分散

中图分类号：S859.4        文献标识码：A        文章编号：1007-273X（2021）06-0010-03

中药中所含成分十分复杂，既包含有多种有效成分，又包含有无效成分，甚至包含有毒成分。中药材提取就是利用一些技术最大限度提取中药材中的有效成分，使得中药制剂的内在质量和临床疗效效果提高，使中药材的效果得以最大限度的发挥。但是，现有的超声波提取主要存在的问题是：现有超声波提取过程一般是直接将全部中药材倒入提取罐内，使中药材全部堆积在提取罐底部，非常容易出现中药材与提取溶剂混合不均匀而造成对中药材的提取不均匀、不充分的情况，容易导致中药材中很多有效成分被浪费[1]。本文对现有的兽用中药材超声波提取技术进行了分析，并提出了一套能够解决上述问题的兽用中药材超声波提取技术。

1 兽用中药材超声波提取设备的整体设计

兽用中药材超声波提取设备结构见图1，图2。主要设备有提取罐1，提取罐1内上下设有中药材分散腔2、提取腔3和排液腔4;中药材分散腔2与提取罐1顶部的进料口5相连通;进料口5处安装有一密封盖6;中药材分散腔2内设置有用于对中药材进行分散的中药材分散机构，中药材分散腔2的底壁上设有与提取腔3相连通的中药材进口7;提取腔3内由上而下设置有若干个第一导向板8和第二导向板9，每相邻2个第一导向板8之间均设置有1个第二导向板9;提取腔3的内壁上还固定有若干个超声波振子10;提取腔3与排液腔4之间共同设置有药渣过滤筒11。在该超声波提取设备中，提取腔3与排液腔4之间药渣过滤筒11的设置起到了过滤药渣的效果，避免了在提取溶剂循环过程中药渣对增压水泵18造成损坏，同时也实现了对药渣和含有效成分的药液之间的分离;提取腔3与排液腔4之间还共同连接有循环喷淋机构;提取罐1的底部安装有排液管12和出渣管13;排液管12与排液腔4相连通;出渣管13与提取腔3相连通[2]。

2 循环喷淋机构的设计

循环喷淋机构包括设置于提取腔3外侧的环形进水腔14;环形进水腔14连通用于向环形进水腔14内通入提取溶剂的进水管15;提取腔3的内壁上设有若干个用于向提取腔3内喷洒提取溶剂的喷水口16，每一喷水口16均与环形进水腔14相连通;排液腔4通过出水管17与进水管15相连通，出水管17上设置有增压水泵18。

在该超声波提取设备中，提取溶剂在出水管17和增压水泵18的作用下，实现了提取溶剂在出液腔、环形进水腔14和提取腔3内的循环喷淋，不断将位于底部的提取溶剂从排液腔4中抽出，经由出水管17、进水管15进入环形进水腔14内，然后再通过喷水口16重新喷淋到提取腔3内，使提取溶剂不断与提取腔3内的中药材进行混合，来对中药材中含有的有效成分进行提取，提高了提取溶剂对中药材的提取效果，有利于对中药材中有效成分进行完全提取，避免了资源的浪费，同时也有效提高了提取的效率，加快了中药材的加工效率。

第一导向板8与第二导向板9均为倾斜设置，第一导向板8与第二导向板9的倾斜方向均相反，每1个第一导向板8的下端均设置于相邻下方第二导向板9的上方，第二导向板9的下端均设置于相邻下方第一导向板8的上方。在该超声波提取设备中，第一导向板8和第二导向板9不仅起到了引导中药材向下移动的作用，同时也起到了减慢中药材在提取腔3内下落速度的作用，使中药材在第一导向板8和第二导向板9的引导下进行慢速移动和下落，下落过程中的中药材不断与喷水口16喷出的提取溶剂进行混合，使中药材与提取溶剂进行充分混合，解决了因中药材全部堆积在底部而导致中药材与提取溶剂混合不均匀的问题，可避免出现对中药材提取不彻底的情况，提高了提取溶剂对中药材的提取效率和提取效果，可实现对中药材中有效成分的完全提取。

3 中药材分散机构的设计

中药材分散机构包括两根相互平行的传动轴19，每1个传动轴19上均固定有若干个分散叶片20，其中1个传动轴19上的分散叶片20与另1个传动轴19上的分散叶片20交错设置;传动轴19连接有驱动电机21，驱动电机21的电机壳体固定于提取罐1上;每1个传动轴19上均固定安装有传动齿轮22，2个传动齿轮22相啮合。在该超声波提取设备中，中药材在上游工序或输送过程中可能会产生结团的情况，传动轴19上的分散叶片20可在高速旋转过程中将结团的中药材打散，使中药材进入到提取腔3内后能够与提取溶剂进行充分混合，避免了因中药材结团而影响中药材的提取效率和提取效果，提高了中药材的提取效率和提取效果，避免了资源的浪费[3]。

每1个第一导向板8和第二导向板9上均设有若干个透水孔23，在该超声波提取设备中，第一导向板8和第二导向板9上设置的透水孔23使提取溶剂可以通过其与第一导向板8和第二导向板9上的中药材进行混合。

进水管15上安装有进水阀门24，出水管17上安装有出水阀门25，排液管12上安装有排液阀门26，出渣管13上安装有排渣阀门27。

4 超声波提取设备提取中药材的流程

第一步，操作者首先將排液阀门26和排渣阀门27关闭，再将进水管15上的进水阀门24打开，提取溶剂通过进水管15通入到环形进水腔14内，环形进水腔14内的提取溶剂通过提取腔3内壁上的喷水口16喷洒到提取腔3内。

第二步，当提取腔3内提取溶剂的液面达到预定的高度后，操作者将进水管15上的进水阀门24关闭，再打开出水管17上的出水阀门25，启动增压水泵18，增压水泵18和出水管17将出液腔内的提取溶剂抽出，再通过进水管15将提取溶剂重新通入到环形进水腔14内，最后通过喷水口16将提取溶剂喷洒到提取腔3内，对中药材进行喷淋，实现提取溶剂的循环喷淋。

第三步，控制驱动电机21开启，驱动电机21带动两传动轴19和传动轴19上的分散叶片20进行旋转，然后打开提取罐1顶部进料口5处的密封盖6，将中药材通过进料口5倒入到中药材分散腔2内，进入到中药材分散腔2内后，结团的中药材被高速旋转的分散叶片20打散，然后中药材通过中药材进口7进入到提取腔3内。

第四步，启动超声波振子10，进入到提取腔3内的中药材先落到提取腔3内位于最上方的第一导向板8上，中药材在第一导向板8的导引下落到相邻下方的第二导向板9上，第二导向板9上的中药材又被引导下落到相邻下方的第一导向板8上，并以此类推，中药材最终落到提取腔3内部的下端，在此过程中，中药材不断与喷水口16喷洒出的提取溶剂混合，同时超声波振子10在工作过程中，可以辅助提取溶剂对中药材内的有效成分进行高效提取。

第五步，提取完成后，关闭出水阀门25、增压水泵18和超声波振子10，打开排液管12上的排液阀门26，通过提取腔3与出液腔之间的药渣过滤筒11的过滤后，含有有效成分的药液进入到出液腔内并通过排液管12排出，完成药液的排液后，打开出渣管13上的排渣阀门27，将提取腔3内的药渣通过出渣管13排出。

5 结论

综上，该兽用中药材超声波提取设备实现了中药材与提取溶剂的均匀混合，解决了因混合不均匀而导致有效成分提取不充分的问题，提高了对中药材的提取效率和提取效果，减少了资源的浪费。

参考文献：

[1] 李芳蓉，田永峰，陈 鑫，等.超声波技术在红芪多糖提取及分子修饰中的应用研究进展[J].贵州大学学报（自然科学版），2020，37（6）：51-55.

[2] 中药材超声波蒸煮提取装置[P]. CN201720977781.9，2018-03-23.

[3] 邓汉珍，钟朝阳，周 雄，等.玄参中多酚类物质的超声波提取工艺优化[J].绿色科技，2018（20）：206-209.