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微波萃取仪的工作原理分析

 发布时间:2022-04-13 点击量:434
  微波萃取又称微波辅助提取,是指使用适当的溶剂在微波反应器中从植物、矿物、动物组织等中提取各种化学成分的技术和方法。
 
  微波是指频率在300MHz至300GHz的电磁波,利用电磁场的作用使固体或半固体物质中的某些有机物成分与基体有效的分离,并能保持分析对象的原本化合物状态。
 
  原理
 
  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,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。