超声波中药提取浓缩设备超声波提取浓缩机组(HYTQ-100)

一、工作原理 （一）超声波提取原理 超声波中药提取浓缩机组的超声波提取环节，利用频率高于20kHz的超声波在液体中传播时产生的“空化效应”。当超声波作用于中药与溶剂的混合体系，高频振动使液体分子间产生交替变化的拉应力与压应力，形成无数微小空化气泡。这些气泡在迅速闭合破裂瞬间，产生局部高温（可达5000K）、高压（上千个大气压）及强烈的冲击波和微射流。强大的能量冲击能够瞬间破碎中药材的细胞壁结构，使细胞内的生物碱、黄酮类、多糖等有效成分快速释放到溶剂中，相较于传统提取方式，有效成分的溶出速度大幅提升，提取效率提高30% - 50% 。此外，超声波还能产生机械搅拌作用，促进溶剂与药材充分接触，强化提取效果。 （二）真空浓缩原理 浓缩过程采用真空低温浓缩技术，通过真空泵降低系统内压力，使药液沸点显著降低。在低真空度环境下，药液在较低温度（通常40 - 60℃）即可沸腾蒸发，避免了高温对热敏性中药成分如挥发油、酶类等的破坏，***大程度保留中药药效。同时，系统配备多级蒸发和冷凝装置，对蒸发产生的二次蒸汽进行回收利用，实现能量循环，降低能耗。

二、设备结构 （一）超声波提取系统 1. **超声波发生器**：作为超声波提取系统的动力源，将工频交流电转换为高频电信号，输出功率和频率可根据不同药材特性（如质地、有效成分含量）进行精准调节。通过人机交互界面，操作人员可设定功率范围为500W - 5000W，频率调节范围20kHz - 100kHz，满足多样化提取需求。 2. **超声波换能器**：由压电陶瓷材料制成，将高频电信号转换为机械振动产生超声波。换能器以阵列形式安装在提取罐底部或侧壁，确保超声波均匀分布于提取液中，提高提取效率。其能量转换效率高达80%以上，保障超声波稳定输出。 3. **提取罐**：采用304或316L不锈钢材质，具备良好的耐腐蚀性和密封性。罐体容积根据生产规模设计，常见规格为50L - 5000L。罐内配备搅拌装置，可调节搅拌速度，促进药材与溶剂充分混合；设置温度、压力传感器，实时监测提取过程中的温度（0 - 100℃）和压力（0 - 0.5MPa）参数，并将数据传输至PLC控制系统，确保提取过程安全可控。 （二）真空浓缩系统 1. **真空浓缩罐**：罐体采用夹套式结构，可通入蒸汽或导热油进行加热。内部配置高效蒸发装置，如降膜式蒸发器或刮板式蒸发器，增大药液蒸发面积，提高浓缩效率。浓缩罐与真空系统相连，可将罐内压力降至 -0.08MPa - -0.098MPa，实现低温浓缩。 2. **冷凝器**：多采用列管式或板式冷凝器，利用冷却水循环将二次蒸汽冷凝回收。冷却水温度一般控制在15 - 25℃，确保二次蒸汽充分冷凝，冷凝液回收率可达95%以上。 3. **真空系统**：由水环式真空泵、罗茨真空泵等组成，搭配真空缓冲罐稳定系统压力。真空泵抽气速率根据设备规格配置，可在短时间内将浓缩系统抽至设定真空度，保障浓缩过程顺利进行。 （三）控制系统 采用PLC（可编程逻辑控制器）结合触摸屏人机界面，实现全自动化控制。操作人员可通过触摸屏设置提取时间、温度、压力、浓缩时间、真空度等参数；系统实时显示设备运行状态，自动记录生产数据。当出现温度过高、压力异常、液位过低等故障时，PLC系统立即触发声光报警，并自动采取停机、泄压等保护措施。 （四）辅助系统 1. **加热系统**：支持电加热、蒸汽加热、导热油加热三种方式，加热温度可精确控制，升温速率稳定，满足不同提取和浓缩工艺需求。 2. **冷却系统**：由冷却塔、冷却水泵和管道组成循环冷却系统，为冷凝器提供冷却水，确保二次蒸汽及时冷凝。 3. **清洗系统**：配备CIP（在线清洗）系统，通过循环泵将清洗剂输送至提取罐、浓缩罐及管道内部，实现自动清洗，有效防止交叉污染，降低人工清洗成本。 三、运行流程 （一）提取阶段 将中药材粉碎至合适粒度后投入提取罐，加入适量提取溶剂（如水、乙醇等），设定超声波发生器的功率、频率和提取时间。启动搅拌装置，使药材与溶剂充分混合，同时开启超声波系统。在超声波作用下，药材有效成分快速溶出，提取完成后，通过过滤装置分离药渣与提取液。 （二）浓缩阶段 将提取液输送至真空浓缩罐，开启真空系统降低罐内压力，启动加热系统对药液进行加热蒸发。二次蒸汽经冷凝器冷凝后回收，浓缩液达到设定浓度后，通过出料口排出，进行后续处理。 四、性能优势 （一）高效节能 提取效率较传统方法提升30% - 50%，提取时间缩短50%以上；真空低温浓缩技术使能源消耗降低30% - 50%，显著降低生产成本。 （二）质量稳定 低温提取和浓缩过程有效保留中药有效成分活性，避免热敏性成分破坏；全密闭生产环境和自动清洗功能，防止污染，确保产品质量稳定。 （三）智能化程度高 PLC自动化控制减少人工干预，降低劳动强度；系统具备数据记录、故障诊断和远程监控功能，便于生产管理和设备维护。 （四）适应性强 可根据不同中药材特性和生产工艺要求，灵活调整超声波参数、提取时间、温度、真空度等，适用于多种中药

五、应用领域 广泛应用于中药制药企业生产中药口服液、注射剂、颗粒剂、浸膏等产品；保健品企业提取植物提取物用于胶囊、片剂生产；天然产物研究机构进行科研实验；食品饮料行业提取天然色素、香料等。