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超声波是一种弹性机械振动波，与电磁波本质上不同。因为电磁波在真空中传播，而超声波必须在介质中传播，穿过介质时，形成膨胀和压缩的全过程。在液体中，膨胀过程形成负压。如果超声波能量足够强，膨胀过程会在液体中生成气泡或将液体撕裂成很小的空穴。这些空穴瞬间闭合，闭合时产生高达3000MPa 的瞬间压力，称为空化作用，整个过程在400μs 内完成。空化作用细化物质以及制造乳液，加速目标成分进入溶剂，提高提取率。除空化作用外，超声波的许多次级效应也都利于目标成分的转移和提取。成穴现象的重要意义在于气泡破裂时发生的反应。一些点位，气泡不再吸收超声波能量，而产生内爆。气泡或空穴里的气体和蒸汽快速绝热压缩，产生极高的温度和压力 。气泡体积相对液体总体积来说极微，因此产生的热量瞬间散失，对环境条件不会产生明显影响，空穴泡破裂后的冷却速度估计约为1010℃/s 。超声空穴提供能量和物质间独特的相互作用，产生的高温高压能导致游离基和其它组份的形成 。纯液体中，空穴破裂时，由于周围条件相同，因此总保持球形；然而紧靠固体边界处，空穴的破裂是非均匀的，产生高速液体喷流，使膨胀气泡的势能转化成液体喷流的动能，在气泡中运动并穿透气泡壁 。喷射流在固体表面的冲击力非常强，能对冲击区造成极大的破坏，从而产生高活性的新鲜表面 。破裂气泡形变在表面上产生的冲击力比气泡谐振产生的冲击力要大数倍 。超声波的上述效应，从不同类型的样品中提取各种目标成份是非常有效的。施加超声波，在有机溶剂和固体基质接触面上产生的高温、高压，加之超声波分解产生的游离基的氧化能等，从而提供了高的萃取能。 
溶剂超临界流体由于有象液体一样的溶解性能，象气体一样的低粘度、高扩散性，而能高效地萃取物质。超临界流体主要由于其对气态、液态、固态物质的有高的溶解性能（如高分子量的高含氟的聚合物除在氟氯烃（氟里昂）外，在多数溶剂中都难溶，而CO2超临界流体可溶解之）以及高的渗透性能（如有机物对高分子聚合物的溶解性差，而CO2超临界流体对之则具很强的溶涨能力。超临界流体兼具有精馏和液液萃取的特点。
二氧化碳是一种很常见的气体，但是过多的二氧化碳会造成“温室效应”，因此充分利用二氧化碳具有重要意义。传统的二氧化碳利用技术主要用于生产干冰（灭火用）或作为食品添加剂等。现国内外正在致力于发展一种新型二氧化碳利用技术──CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品，可提取过去用化学方法无法提取的物质，且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业。 二氧化碳在温度高于临界温度（Tc）31℃、压力高于临界压力（Pc）3MPa的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力，用它可溶解多种物质，然后提取其中的有效成分，具有广泛应用。传统提取有效成份的方法如水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、溶剂萃取法等，但工艺复杂、纯度不高，而且易残留有害物质。而二氧化碳超临界萃取廉价、无毒、安全、高效，可以生产极高附加值的产品。用超临界CO2萃取法可以从许多种植物中提取其有效成分，而这些成分过去用化学方法是提取不出来的。除了用在化工、化工等工业外，还可用在烟草、香料、食品等方面。如食品中，可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因，可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素及银杏叶、紫杉中的有价值成分。以下举例简单介绍一下该技术的应用。（一）用于提取辣椒中的红色素用超临界方法萃取的红色素没有一丝辣味，副产品主要是辣味素，只要加入90%的熟植物油即可制成辣椒油。一年能收回投资。1991年以来，在日本每年需要辣椒红色素30吨，每公斤价3万日元，年销售额9亿日元。我国化学方法生产的辣椒红色素每年60吨，但色价太低又有辣味，出口困难。我国色素应用也呈直线上升趋势，因此生产色素有极光明的前景。除辣椒色素外，设备还可以生产姜黄、玉米黄、红花色素等。（二）用于提取茶叶中的茶多酚安徽、云南、四川、湖北等省盛产茶叶，可以将质次的碎茶叶未或次茶生产茶多酚及咖啡因。茶多酚是极优良的抗氧剂，广泛用于食品和化妆品等方面，已发现茶多酚有抗龋杀菌作用，在医学方面茶多酚可以有降胆固醇、降血压、降血脂、延缓衰老作用，因此是一种优良的天然食品添加剂。用化学方法提取的茶多酚比不上用CO2超临界萃取法生产的茶多酚纯净，因此在大量种植茶叶的地区上此项目，一定有较大的经济效益。此外咖啡因也是常用的药品，这将使过去认为无用的次品，转变成高附加值的产品。100吨茶叶末可以提取5吨茶多酚，产值近千万元。（三）用于提取银杏黄酮、内酯用超临界萃取设备杏从银可粗提物中精提银杏黄酮、内酯。银杏叶粗提物成本年需1860万元，超临界萃取设备工艺投资300万元，产值就可达到2900万元。一年内可收回投资并有600万元收益，第二年可获毛利900万元。（三）用于提取桂花精和米糖油如用超临界萃取技术提取桂花精油，每千克油在国际市场上售价可达3000美元。一瓶25mL装的香水只需桂花精油5~6滴，可卖几十法朗，经济效益十分可观。由超临界流体浸制的米糠油是一种相当纯的天然高品质油。米糠油中所含的甾醇（高达75%）可化学合成甾醇激素，其产品包括：雄性荷尔蒙、雌性荷尔蒙、避孕药、利尿剂、抗癌剂。这些产品在医药工业中占有重要的地位和极高的经济价值。甾族药物的生产，在世界范围内是一个40亿美元的产业，而米糠油是合成甾醇药的最佳原料。国外在生产香精和啤酒花方面已采用了CO2超临界萃取技术。我国有丰富的自然资源，超临界萃取技术有极大的推广价值。有些交通不发达的山区，特产资源十分丰富，尤其盛产中草药材。处理这些药材，要用相当大的装置，且运输不便，如能在这些山区建立CO2超临界萃取设备，可用以提取中药中最为有用的精华部分，这不仅减少了大量的运输成本，而且极大地增加了中药的附加值，可开发生产出更多的医药新产品。目前，国内外采用CO2超临界萃取技术可利用的资源有：紫杉、黄芪、人参叶、大麻、香獐、青蒿草、银杏叶、川贝草、桉叶、玫瑰花、樟树叶、茉莉花、花椒、八角、桂花、生姜、大蒜、辣椒、桔柚皮、啤酒花、芒草、香茅草、鼠尾草、迷迭香、丁子香、豆蔻、沙棘、小麦、玉米、米糠、鱼、烟草、茶叶、煤、废油等。北京、山东、湖南、广西、浙江、江苏等地的一些科研所、院校和医药、食品企业都在积极进行超临界萃取技术的研究应用，并取得了一批可喜的成果。中科院广州化学研究所与南方面粉集团联合设计、制造、安装的200L大型超临界和工业试验装置，作为“八五”国家科技投资项目，已于1996年1月24日通过国家科委组织验收，正式投入运行。
超临界流体萃取(supercrtical fluid extraction，简称SFE)，超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染色、超临界流体制备超细微粒、超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography)和超临界流体中的化学反应等，但以超临界流体萃取应用得最为广泛。很多物质都有超临界流体区，但由于CO2的临界温度比较低(2K)，临界压力也不高(8MPa)，且无毒，无臭，无公害，所以在实际操作中常使用CO2超临界流体。如用超临界CO2从咖啡豆中除去咖啡因，从烟草中脱除尼古丁，从大豆或玉米胚芽中分离甘油酯，对花生油、棕榈油、大豆油脱臭等。又例如从红花中提取红花甙及红花醌甙(它们是治疗高血压和肝病的有效成分)，从月见草中提取月见草油(它们对心血管病有良好的疗效)等。使用超临界技术的唯一缺点是涉及高压系统，大规模使用时其工艺过程和技术的要求高，设备费用也大。但由于它优点甚多，仍受到重视。
