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微波萃取的原理和方式

閱讀:127發(fā)布時(shí)間:2022-1-20




微波萃取的機(jī)理
可從以下3個(gè)方面來分析
1)微波輻射過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。通過進(jìn)一步的過濾和分離,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),在微波場的作用下,水分子由高速轉(zhuǎn)動狀態(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,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,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)動而引起分子運(yùn)動的非離子化輻射能,當(dāng)它作用于分子時(shí),可促進(jìn)分子的轉(zhuǎn)動運(yùn)動,若分子具有一定的極性,即可在微波場的作用下產(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,從而產(chǎn)生鍵的振動、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)、微波吸收能力相對較差的萃取溶劑中。

方式:
目前,微波萃取的方式主要有常壓萃取、高壓萃取、靜態(tài)萃取、流動注射動態(tài)萃取等 。常壓萃取的得率相對低,而高壓萃取存在安全問題;靜態(tài)萃取后的樣品,尚需進(jìn)行后期處理,才能進(jìn)入分析階段,不易分離純化,流動注射萃取是目前較好的微波萃取方式。為了進(jìn)一步提高微波萃取的安全性及檢測速度,可以通過添加特殊物質(zhì)或與其它方法結(jié)合應(yīng)用,進(jìn)一步提高它的萃取效果,改善安全性能。例如,上海新拓微波溶樣測試技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CW-2000型超聲-微波協(xié)同萃取/反應(yīng)系統(tǒng),就是將微波與超聲波結(jié)合起來,充分利用了超聲波的空化作用和微波的高能作用。此外,還可將微波萃取與現(xiàn)代分析測定方法結(jié)合,形成萃取測定分析連續(xù)進(jìn)行,大力開發(fā)在線萃取分析結(jié)合應(yīng)用的方式,從而簡化試樣的分析程序。
 

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