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微波萃取的原理和方式

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微波萃取的原理和方式
时间:2021年1月15日 阅读: 570 次

微波萃取的机理可从以下3个方面来分析 :
1、微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的微管束和腺胞系统的过程。由于吸收了微波能,细胞内部的温度将迅速上升,从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力,结果细胞破裂,其内的有效成分自由流出,并在较低的温度下溶解于萃取介质中。通过进一步的过滤和分离,即可获得所需的萃取物。
2、微波所产生的电磁场可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率。例如,以水作溶剂时,在微波场的作用下,水分子由高速转动状态转变为激发态,这是一种高能量的不稳定状态。此时水分子或者汽化以加强萃取组分的驱动力,或者释放出自身多余的能量回到基态,所释放出的能量将传递给其他物质的分子,以加速其热运动,从而缩短萃取组分的分子由固体内部扩散至固液界面的时间,结果使萃取速率提高数倍,并能降低萃取温度,最大限度地保证萃取物的质量。
3、由于微波的频率与分子转动的频率相关连,因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能,当它作用于分子时,可促进分子的转动运动,若分子具有一定的极性,即可在微波场的作用下产生瞬时极化,并以24.5亿次/s的速度作极性变换运动,从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞,并迅速生成大量的热能,促使细胞破裂,使细胞液溢出并扩散至溶剂中。在微波萃取中,吸收微波能力的差异可使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使被萃取物质从基体或体系中分离,进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。
方式:
目前,微波萃取的方式主要有常压萃取、高压萃取、静态萃取、流动注射动态萃取等 。常压萃取的得率相对低,而高压萃取存在安全问题;静态萃取后的样品,尚需进行后期处理,才能进入分析阶段,不易分离纯化,流动注射萃取是目前较好的微波萃取方式。为了进一步提高微波萃取的安全性及检测速度,可以通过添加特殊物质或与其它方法结合应用,进一步提高它的萃取效果,改善安全性能。例如,上海新拓微波溶样测试技术有限公司生产的CW-2000型超声-微波协同萃取/反应系统,就是将微波与超声波结合起来,充分利用了超声波的空化作用和微波的高能作用。此外,还可将微波萃取与现代分析测定方法结合,形成萃取测定分析连续进行,大力开发在线萃取分析结合应用的方式,从而简化试样的分析程序。


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