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在制药行业，中草药提取对于提高中药制剂的内在质量和临床疗效至关重要。当前的使用方法存在着，成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等缺点。如果利用现代科学技术，会带来巨大的改善，例如，超声提取就是一种新的技术，随着科学技术的发展，超声技术已经在许多行业得到了越来越广泛的应用，下面对其功作原理及成效阐述。
一、超声波的特性及其在提取中的应用
超声波是弹性媒质中的一种机械波，频率高于20000Hz，一般人是听不见超声波的。理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比．超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播，它的应用就是按照这两个特点展开的．通常将超声与媒质相互作用的机制分为机械（力学)机制、热学机制和空化机制。
1.超声波的机械机制与应用
超声波机械机制是指超声波在媒质中传播，使媒质质点进入振动状态，描述这种状态的物理量是振动位移、速度、加速度和声压等参量。如果超声对媒质的作用与这些物理量有关，我们把这种产生效应的机制称为机械机制。超声波在介质传播过程中，引起介质质点的交替压缩和伸张，质点的振动位移、速度变化不大，但加速度却相当大。以水为例，频率为20kHz，声强为1W/ cm2的声波在水中传播时，最大质点速度和位移分别是0.115m/s和0.93×10-6m，但最大加速度却达到了1.44×104m/s2。如此大的加速度，能显著地增大溶剂进入提取物细胞的渗透性，加强传质过程，从而提高了提取效率。
超声波机械破碎过程是一个物理过程， 浸提过程中无化学反应, 被浸提的生物活性物质在短时间内保持不变， 生物活性不减，同时提高了破碎速度，缩短了破碎时间，可极大地提高提取效率。低强度超声不仅可使细胞周围形成微流,还可使动植物细胞产生胞内环流,从而提高了细胞膜和细胞壁的通透性。超声增加膜的通透性可由下面实验论证：盐溶液中离子透过玻璃纸膜到蒸馏水的通过率为5%,如在其扩散的方向加以超声作用则可达到100%。这种变化同时还说明，超声作用无需通过破坏膜或提高介质温度也可加大传质过程。这是超声强化从动植物细胞中萃取出酶的主要机理。
2.超声波的热学机制与应用
热学机制是指超声波在媒质内传播时，其能量不断地被媒质吸收而变成热能，从而使媒质的自身温度升高。如果超声吸热对媒质产生某种效应，我们把产生该效应的机制称为热学机制。
超声波在介质中传播时，介质质点周期性的紧缩形成温度增高中心，从而使介质温度升高。介质经超声作用，单位体积(平面波波束内)产生的热能可通过公式Q=αIt计算得到(α:介质声强吸收系数，I:超声波声强,t:时间)。介质温度的提高有利于提高有效成分的提取率。
3.超声波的空化机制与应用
超声场中提取溶剂内含气体及微小的杂质，在超声产生的压力波作用下，媒质中分子的平均距离随着分子的振动而变化，当对液体施加足够的负压时，分子间距离超过保持液体作用的临界分子间距，就会形成空穴，一旦空穴形成，它将一直增长至负声压达到极大值，但是在相继而来的声波正压向内这些空穴又将被压缩，其结果是一些空化泡将进入持续振荡，而另外一些将完全崩溃。Flynn把空化分为瞬态空化(指声强度大于10W/cm2时产生的生存周期较短的空化泡)和稳态空化(指在声强度较低时产生的空化泡，其大小在其平衡尺寸附近振荡，生成周期达数个循环)液体内可同时产生上述两种空化作用。
超声强化萃取的最主要原因是由于超声波产生的空化效应。研究表明，瞬态空化崩溃时可形成高达5000K以上的局部热点，压力可达数百乃至上千个大气压。瞬态空化发生在较强的声强作用下，气(汽)泡在一个声波周期内迅速的生成、长大、压缩、崩溃。随着高压的释放，将在液体中形成强大的冲击波 或高速射流。在萃取中，这种强大的冲击流能够有效地减小、消除溶剂与水相之间的阻滞层，从而加大了传质速率。同时，冲击流对动植物细胞组织产生一种物理剪切力，使之变形、破裂，并释放出内含物，从而提供了一种新的非常特殊的物理环境，这大大加速了萃取过程。
二、超声提取的优越性
与传统的提取方法比较，超生提取不仅能使药材中的有效成分得以充分释出，还能使目标提取物的提取率提高、节省原料、能源，缩短生产周期，增加经济效益。若采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间只有常规方法的几分之一到几十分之;小功能超声波即可破碎提取大量物料,一般均在室温下提取，无须大功率搅拌和耗费大量加热能源，单位物料处理量能耗较常规提取方法降低50％以上;由于提取温度低,最大限度保持了物料中原有的各种有效成份(特别是各种热敏性成份等),可达到提高药效，减少用量的目的。同时，由于提取时间短使提取产品中其它无用的杂组份含量减少,提高了提取产品品质,为后续分离纯化过程奠定了良好基础,可显著降低单一组份等其它高端产品的生产成本。
常规方法与超声提取两种方法所得到的有效成分进行薄层层析、红外光谱和核磁共振光谱的对比分析，两者所得到的图谱一致,说明超声提取不会改变有效成分的结构,并且缩短了提取时间，提高了提出率,从而为中草药成分的提取提供了一种快速、高产的新方法。
三、结束语
现代科技是促进企业发展的原动力，随着社会的发展，科技水平的提高，信息技术的推广，对企业的科学化程度要求越来越高，现代科技应用水平和现代的信息化程度成了企业发展的主要标志。
参考文献:
[1]冯若赵逸云李化茂王进:超声在生物技术中应用的研究进展,生物化学与生物物理进展,1994
[2]朱国辉丘泰球黄卓烈:超声波在萃取中的应用,声学技术2001，20卷4期188～189页
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
一、超声波的特性及其在提取中的应用
超声波是弹性媒质中的一种机械波，频率高于20000Hz，一般人是听不见超声波的。理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比．超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播，它的应用就是按照这两个特点展开的．通常将超声与媒质相互作用的机制分为机械（力学)机制、热学机制和空化机制。
1.超声波的机械机制与应用
超声波机械机制是指超声波在媒质中传播，使媒质质点进入振动状态，描述这种状态的物理量是振动位移、速度、加速度和声压等参量。如果超声对媒质的作用与这些物理量有关，我们把这种产生效应的机制称为机械机制。超声波在介质传播过程中，引起介质质点的交替压缩和伸张，质点的振动位移、速度变化不大，但加速度却相当大。以水为例，频率为20kHz，声强为1W/ cm2的声波在水中传播时，最大质点速度和位移分别是0.115m/s和0.93×10-6m，但最大加速度却达到了1.44×104m/s2。如此大的加速度，能显著地增大溶剂进入提取物细胞的渗透性，加强传质过程，从而提高了提取效率。
超声波机械破碎过程是一个物理过程， 浸提过程中无化学反应, 被浸提的生物活性物质在短时间内保持不变， 生物活性不减，同时提高了破碎速度，缩短了破碎时间，可极大地提高提取效率。低强度超声不仅可使细胞周围形成微流,还可使动植物细胞产生胞内环流,从而提高了细胞膜和细胞壁的通透性。超声增加膜的通透性可由下面实验论证：盐溶液中离子透过玻璃纸膜到蒸馏水的通过率为5%,如在其扩散的方向加以超声作用则可达到100%。这种变化同时还说明，超声作用无需通过破坏膜或提高介质温度也可加大传质过程。这是超声强化从动植物细胞中萃取出酶的主要机理。
2.超声波的热学机制与应用
热学机制是指超声波在媒质内传播时，其能量不断地被媒质吸收而变成热能，从而使媒质的自身温度升高。如果超声吸热对媒质产生某种效应，我们把产生该效应的机制称为热学机制。
超声波在介质中传播时，介质质点周期性的紧缩形成温度增高中心，从而使介质温度升高。介质经超声作用，单位体积(平面波波束内)产生的热能可通过公式Q=αIt计算得到(α:介质声强吸收系数，I:超声波声强,t:时间)。介质温度的提高有利于提高有效成分的提取率。
3.超声波的空化机制与应用
超声场中提取溶剂内含气体及微小的杂质，在超声产生的压力波作用下，媒质中分子的平均距离随着分子的振动而变化，当对液体施加足够的负压时，分子间距离超过保持液体作用的临界分子间距，就会形成空穴，一旦空穴形成，它将一直增长至负声压达到极大值，但是在相继而来的声波正压向内这些空穴又将被压缩，其结果是一些空化泡将进入持续振荡，而另外一些将完全崩溃。Flynn把空化分为瞬态空化(指声强度大于10W/cm2时产生的生存周期较短的空化泡)和稳态空化(指在声强度较低时产生的空化泡，其大小在其平衡尺寸附近振荡，生成周期达数个循环)液体内可同时产生上述两种空化作用。
超声强化萃取的最主要原因是由于超声波产生的空化效应。研究表明，瞬态空化崩溃时可形成高达5000K以上的局部热点，压力可达数百乃至上千个大气压。瞬态空化发生在较强的声强作用下，气(汽)泡在一个声波周期内迅速的生成、长大、压缩、崩溃。随着高压的释放，将在液体中形成强大的冲击波 或高速射流。在萃取中，这种强大的冲击流能够有效地减小、消除溶剂与水相之间的阻滞层，从而加大了传质速率。同时，冲击流对动植物细胞组织产生一种物理剪切力，使之变形、破裂，并释放出内含物，从而提供了一种新的非常特殊的物理环境，这大大加速了萃取过程。
二、超声提取的优越性
与传统的提取方法比较，超生提取不仅能使药材中的有效成分得以充分释出，还能使目标提取物的提取率提高、节省原料、能源，缩短生产周期，增加经济效益。若采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间只有常规方法的几分之一到几十分之;小功能超声波即可破碎提取大量物料,一般均在室温下提取，无须大功率搅拌和耗费大量加热能源，单位物料处理量能耗较常规提取方法降低50％以上;由于提取温度低,最大限度保持了物料中原有的各种有效成份(特别是各种热敏性成份等),可达到提高药效，减少用量的目的。同时，由于提取时间短使提取产品中其它无用的杂组份含量减少,提高了提取产品品质,为后续分离纯化过程奠定了良好基础,可显著降低单一组份等其它高端产品的生产成本。
常规方法与超声提取两种方法所得到的有效成分进行薄层层析、红外光谱和核磁共振光谱的对比分析，两者所得到的图谱一致,说明超声提取不会改变有效成分的结构,并且缩短了提取时间，提高了提出率,从而为中草药成分的提取提供了一种快速、高产的新方法。
三、结束语
现代科技是促进企业发展的原动力，随着社会的发展，科技水平的提高，信息技术的推广，对企业的科学化程度要求越来越高，现代科技应用水平和现代的信息化程度成了企业发展的主要标志。
参考文献:
[1]冯若赵逸云李化茂王进:超声在生物技术中应用的研究进展,生物化学与生物物理进展,1994
[2]朱国辉丘泰球黄卓烈:超声波在萃取中的应用,声学技术2001，20卷4期188～189页
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。