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微波萃取儀的原理
閱讀：2750發(fā)布時間：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，并能保持分析對象的原本化合物狀態(tài)。
原理
原理
微波萃取的機(jī)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(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，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(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(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，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。
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