隨著現(xiàn)代食品藥品工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，連續(xù)逆流提取技術(shù)在天然產(chǎn)物有效成分的提取中逐漸被廣泛應(yīng)用；但由于提取過程傳質(zhì)阻力大等原因，仍存在設(shè)備流程過長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。而將超聲波作為降低傳質(zhì)阻力的強(qiáng)化手段應(yīng)用于連續(xù)逆流提取過程是有效的解決措施之一，并且符合安全、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念。        

        本設(shè)備以具有免疫調(diào)節(jié)、保護(hù)心肌和促進(jìn)機(jī)體代謝等活性的黃芪多糖為提取對(duì)象，提取前首先要通過超聲波強(qiáng)化下黃芪多糖靜態(tài)提取，優(yōu)選出最佳的強(qiáng)化組合方式與最適的提取工藝參數(shù)范圍，并深入探討提取過程中關(guān)鍵因素之間的交互作用；第二，為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)工藝在連續(xù)逆流提取中移植與放大，建立擴(kuò)散返混數(shù)學(xué)模型并解，對(duì)中試規(guī)模的單流程連續(xù)逆流提取器內(nèi)兩相溶質(zhì)分布進(jìn)行描述；第三，在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，嵌入超聲波耦合酶解強(qiáng)化與兩相內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)關(guān)系人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)而構(gòu)建出混合模型實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種強(qiáng)化手段作用下連續(xù)逆流提取過程傳質(zhì)行為的描述；第四，以混合模型為指導(dǎo)，對(duì)小型單螺桿連續(xù)逆流提取設(shè)備內(nèi)兩相流動(dòng)場(chǎng)、超聲場(chǎng)和傳質(zhì)場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算。通過改進(jìn)推進(jìn)方式和設(shè)計(jì)換能器排布對(duì)多物理場(chǎng)分布強(qiáng)度及均勻性優(yōu)化，進(jìn)而優(yōu)化傳質(zhì)場(chǎng)。

       天然產(chǎn)物中的有效成分分離提取作為現(xiàn)代制藥工業(yè)，尤其是中成藥制藥工業(yè)的核心單元，與后續(xù)的濃縮、干燥等單元操作共同決定著成品制劑的質(zhì)量。提取過程是天然產(chǎn)物中的有效成分由物料傳遞到溶劑的傳質(zhì)過程。從擴(kuò)散理論的角度來看，固液兩相的溶質(zhì)濃度差是溶質(zhì)轉(zhuǎn)移過程的推動(dòng)力來源。濃度差越小，有效成分的提取動(dòng)力也越小。目前的天然產(chǎn)物有效成分的工業(yè)化提取方式按照提取溶劑與物料的接觸方式不同可以分為三類：靜態(tài)間歇式提取、動(dòng)態(tài)多級(jí)式提取和動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取。 其中，靜態(tài)間歇式提取過程中，溶劑與物料總體相對(duì)靜止接觸。隨著提取時(shí)間延長(zhǎng)，有效成分在提取液和物料之間趨于平衡，該過程中兩相濃度差推動(dòng)力越來越小，因此該提取方式效率較低，在較短的提取時(shí)間內(nèi)資源難以充分利用。 在靜態(tài)間歇式提取的基礎(chǔ)上發(fā)展出動(dòng)態(tài)多級(jí)式提取，溶劑與物料在多個(gè)靜態(tài)提取單元之間不斷轉(zhuǎn)移，其目的在于增大每個(gè)靜態(tài)提取單元內(nèi)的濃度差推動(dòng)力?；趦上嗟牟煌D(zhuǎn)移方式，多級(jí)式提取又可分為交叉錯(cuò)流提取，多級(jí)循環(huán)提取等 動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取是使提取溶劑與物料分別從連續(xù)逆流提取設(shè)備的兩端連續(xù)加入，物料的運(yùn)動(dòng)方向與溶劑的運(yùn)動(dòng)方向相反。當(dāng)連續(xù)逆流提取過程趨于穩(wěn)定之后，新鮮物料會(huì)先經(jīng)過濃度較高的提取液提取，新鮮的提取溶劑先提取濃度較低的物料，設(shè)備內(nèi)部會(huì)保持一定的濃度梯度不變，因而傳質(zhì)推動(dòng)力能維持在較高水平。動(dòng)態(tài)連續(xù)逆流提取與其他兩類提取方法相比，有著明顯的優(yōu)點(diǎn)： 

（1）連續(xù)逆流提取過程同時(shí)包含了物料的浸潤(rùn)、有效成分的溶出擴(kuò)散以及固液兩

相的分離，相比于前兩種提取方式，更利于連續(xù)化作業(yè)； 

（2）連續(xù)逆流提取設(shè)備內(nèi)部的傳質(zhì)推動(dòng)力能始終維持在較高水平，有利于有效成

分的快速溶出； 

（3）在相同的提取效率下，濃度差的提高可以使提取作業(yè)溫度降低，所需提取溶

劑減少，滿足了多種熱敏性溶質(zhì)的提取，也降低了后續(xù)濃縮工序的成本。