微波萃取是高頻電磁波穿透萃取媒質(zhì),,到達(dá)被萃取物料的內(nèi)部,微波能迅速轉(zhuǎn)化為熱能使細(xì)胞內(nèi)部溫度快速上升,,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部壓力超過(guò)細(xì)胞壁承受能力,,細(xì)胞破裂,細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出,,在較低的溫度下溶解于萃取媒質(zhì)再通過(guò)進(jìn)一步過(guò)濾和分離,,便獲得萃取物料。在微波輻射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶劑界面擴(kuò)散,從而使萃取速率提高數(shù)倍,,同時(shí)還降低了萃取溫度,,大限度保證萃取的質(zhì)量。
微波能量通過(guò)極性分子的偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種作用直接傳遞到物質(zhì)中,,整個(gè)分子迅速轉(zhuǎn)向和定向排列,,產(chǎn)生斷裂和相摩擦發(fā)熱。傳統(tǒng)加熱方式由于實(shí)際操作需要,,容器壁大多由熱的不良導(dǎo)體制成,,熱從器壁傳導(dǎo)到溶液內(nèi)部需要時(shí)間;相反,,微波加熱是一種內(nèi)加熱過(guò)程,,與普通的外加熱方式不同,熱量不是由外向內(nèi)傳遞,,而是同時(shí)直接作用于內(nèi)外部介質(zhì)分子,,整個(gè)材料同時(shí)加熱,保證了能量的快速傳遞和充分利用,。
微波萃取的機(jī)理分析:
1,、微波照射過(guò)程是高頻電磁波穿過(guò)提取介質(zhì)到達(dá)材料內(nèi)部的微管和腺泡系統(tǒng)的過(guò)程。
通過(guò)吸收微波能量,,細(xì)胞內(nèi)部的溫度迅速上升,細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過(guò)細(xì)胞壁耐受膨脹的能力,,從而導(dǎo)致細(xì)胞破裂,,其中的有效成分自由流出,在較低的溫度下溶解于提取介質(zhì),。通過(guò)進(jìn)一步的過(guò)濾和分離,,可以得到所需的提取物。
2,、由于微波頻率與分子旋轉(zhuǎn)的頻率相關(guān),,微波能量是離子轉(zhuǎn)移和偶極旋轉(zhuǎn)引起分子運(yùn)動(dòng)的非電離輻射能;它作用于分子時(shí),,在分子具有一定極性的情況下,,可以促進(jìn)分子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);即在微波場(chǎng)的作用下發(fā)生瞬時(shí)極化,,可以以24.5億次/s的速度進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng),。這樣就產(chǎn)生了鍵的振動(dòng)、撕裂,、粒子之間的摩擦和碰撞,,迅速生成大量的熱能;促進(jìn)細(xì)胞破裂,使細(xì)胞液溢出,,擴(kuò)散到溶劑中,。
3、微波產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)加速被提取成分的分子從固體內(nèi)部擴(kuò)散到固液界面的速度,。
以水為溶劑,,水分子在微波場(chǎng)的作用下從高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),這是高能不穩(wěn)定的狀態(tài),。此時(shí)水分子氣化加強(qiáng)萃取成分的驅(qū)動(dòng)力,,釋放出自身多余的能量返回基態(tài),釋放出的能量傳遞給其他物質(zhì)的分子,;通過(guò)加速其熱運(yùn)動(dòng),,縮短萃取成分的分子從固體內(nèi)部擴(kuò)散到固液界面的時(shí)間;結(jié)果提取速度提高數(shù)倍,,可以降低提取溫度,,大限度地確保提取物的質(zhì)量。
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