微波萃取儀的原理

閱讀：2611發(fā)布時(shí)間：2019-6-4

微波萃取又稱微波輔助提取( Microwave -assisted Extraction,，MA E),，是指使用適當(dāng)?shù)娜軇┰谖⒉ǚ磻?yīng)器中從植物、礦物 ,、動(dòng)物組織等中提取各種化學(xué)成分的技術(shù)和方法 [1] ,。微波是指頻率在 300 MHz至300 GHz 的電磁波，利用電磁場(chǎng)的作用使固體或半固體物質(zhì)中的某些有機(jī)物成分與基體有效的分離,，并能保持分析對(duì)象的原本化合物狀態(tài),。

原理

微波萃取的機(jī)理可從以下3個(gè)方面來(lái)分析：

1）微波輻射過(guò)程是高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)到達(dá)物料內(nèi)部的微管束和腺胞系統(tǒng)的過(guò)程。由于吸收了微波能,，細(xì)胞內(nèi)部的溫度將迅速上升,，從而使細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過(guò)細(xì)胞壁膨脹所能承受的能力，結(jié)果細(xì)胞破裂,，其內(nèi)的有效成分自由流出,，并在較低的溫度下溶解于萃取介質(zhì)中。通過(guò)進(jìn)一步的過(guò)濾和分離,，即可獲得所需的萃取物。

2）微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可加速被萃取組分的分子由固體內(nèi)部向固液界面擴(kuò)散的速率,。例如,，以水作溶劑時(shí)，在微波場(chǎng)的作用下,，水分子由高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),，這是一種高能量的不穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)水分子或者汽化以加強(qiáng)萃取組分的驅(qū)動(dòng)力,，或者釋放出自身多余的能量回到基態(tài),，所釋放出的能量將傳遞給其他物質(zhì)的分子，以加速其熱運(yùn)動(dòng),，從而縮短萃取組分的分子由固體內(nèi)部擴(kuò)散至固液界面的時(shí)間,，結(jié)果使萃取速率提高數(shù)倍，并能降低萃取溫度,，大限度地保證萃取物的質(zhì)量,。

3）由于微波的頻率與分子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相關(guān)連，因此微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)而引起分子運(yùn)動(dòng)的非離子化輻射能,，當(dāng)它作用于分子時(shí),，可促進(jìn)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，若分子具有一定的極性,，即可在微波場(chǎng)的作用下產(chǎn)生瞬時(shí)極化,，并以24.5億次/s的速度作極性變換運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生鍵的振動(dòng),、撕裂和粒子間的摩擦和碰撞,，并迅速生成大量的熱能,，促使細(xì)胞破裂，使細(xì)胞液溢出并擴(kuò)散至溶劑中,。在微波萃取中,，吸收微波能力的差異可使基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離,，進(jìn)入到具有較小介電常數(shù),、微波吸收能力相對(duì)較差的萃取溶劑中。

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