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首頁-技術文章-微波萃取儀的原理

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微波萃取儀的原理

更新時間:2019-06-04       點擊次數(shù):2512
 微波萃取又稱微波輔助提取( Microwave -assisted Extraction,MA E),是指使用適當?shù)娜軇┰谖⒉ǚ磻髦袕闹参?、礦物 、動物組織等中提取各種化學成分的技術和方法 [1]  。微波是指頻率在 300 MHz至300 GHz 的電磁波,利用電磁場的作用使固體或半固體物質(zhì)中的某些有機物成分與基體有效的分離,并能保持分析對象的原本化合物狀態(tài)。

原理
微波萃取的機理可從以下3個方面來分析:
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,細胞內(nèi)部的溫度將迅速上升,從而使細胞內(nèi)部的壓力超過細胞壁膨脹所能承受的能力,結(jié)果細胞破裂,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)部向固液界面擴散的速率。例如,以水作溶劑時,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)。此時水分子或者汽化以加強萃取組分的驅(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,以加速其熱運動,從而縮短萃取組分的分子由固體內(nèi)部擴散至固液界面的時間,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)動的頻率相關連,因此微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動而引起分子運動的非離子化輻射能,當它作用于分子時,可促進分子的轉(zhuǎn)動運動,若分子具有一定的極性,即可在微波場的作用下產(chǎn)生瞬時極化,并以24.5億次/s的速度作極性變換運動,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,促使細胞破裂,使細胞液溢出并擴散至溶劑中。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。
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