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微波在萃取技術的應用
作者：發布時間：2013-10-29 16:35:52點擊率：3911
一、微波萃取設備原理：
微波設備可從兩方面考量，一方面微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質，到達物料的內部維管束和腺胞系統。由于吸收微波能，細胞內部溫度迅速上升，使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破例。細胞內有效成分自由流出。在較低的溫度條件下萃取介質獲取并溶解，通過進一步過濾和分離，便獲得萃取物料。再一方面，微波所產生的電磁場加速被萃取部分成為向萃取溶劑界面擴散速卛，用水作熔劑時，在微波場下，水分子高速轉動成為激發態，這是一種高能量不穩定狀態，或水分子氣化，加強萃取成分的驅動力。或者水分子本身釋放能量回到基態，所釋放的能量傳遞給其它物質成分，加速其熱運動，縮短萃取組分的分子由物料內部擴散到萃取熔劑界面的時間，從而使萃取速度提高數倍，同時還降低了萃取溫度。最大限度的保證萃取質量。
微波是頻率從300MHZ ~300G MHZ的一種電磁波，其方向和大小隨時間作周期性變化。由于微波的頻率與分子運動的頻率相關聯，所以微波能是一種由離子遷移和偶極子轉動引起分子運動的非離子化輻射能，當它作用于分子上時，促進了分子的轉動運動，分子若此時具有一定的極性，便在微波電磁場作用下產生瞬時極化，如頻率為 2450MHZ的微波就以2.45億次每秒的速度做極性變換運動,從而產生鍵的振動,撕裂和粒子之間的相互磨擦,碰撞,促進分子活性部分更好的接觸和反應,同時迅速生成大量的熱能,促進細胞分裂,使細胞液溢出來并擴散到熔劑中.
二、微波萃取優點
傳統熱萃取是以熱傳導，熱輻射等方式由外向里進行。而微波萃取是通過偶極子旋轉和離子傳導兩種方式里外同時加熱。傳統熱萃取和微波熱萃取相比，微波萃取具有以下特點；
1、質量高，可有效的保護食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分。
2、產量大。
3、萃取物具有高選擇性。
4、省時，可節省50%---90%的時間。
5、溶劑用量少。
6、低耗能。
微波輻射技術在食品、藥業萃取工業和化學工業上的應用研究雖然起步只有短短的幾年時間，但以有的研究成果和應用成果顯示了以下優點；
1、反應或萃取快。
2、產出率高，質量好。
3、后處理方便。
4、安全。
5、無污染，屬綠色工程。
6、生產線組成簡單，節省投資。
微波萃取技術是食品和中藥有效成分提取的一項新技術。微波萃取效率高，純度高，耗能少，產生廢物少，操作費用少，符合環境保護要求。可廣泛用于中草藥，香料，保健食品，化裝品，食品，茶飲料，調味品，果膠，等。目前在我國微波萃取已用于多項中草藥的侵取生產線中，如葛根，茶葉，銀杏等。微波萃取以列為我國二十一世紀食品加工和中藥制藥現代化推廣技術之一。科研人員已用微波萃取技術處理上百種中草藥。無論是速度，效率還是質量都比常規工藝好。
三、微波萃取與其他萃取比較
微波萃取技術與其他萃取技術相比有很明顯的優勢，化學溶劑萃取法耗能大，耗材多，耗時長，提取效率底，工業污染大，超臨界流體提取在提取效率上得到大大一高。但其要求裝備復雜，溶劑選擇范圍小，需高壓力溶器和高壓設備。故投資成本高，建立大規模提取生產線有工程難度。
國外有關科研人員研究了從植物樣品中微波輔助提 取多種殺蟲劑的適用性。在10厘米微波照射，百分之50最大功效的優化條件下，微波萃取與傳統的超臨界萃取比，殺蟲劑的回收效果無多大區別。但明顯節省溶劑和時間。而且可同時處理多個樣品。同時研究表明，微波提取的最佳回收效率與提取溫度，植物樣品的基體及殺蟲劑的類型有關。針對不同的樣品不同的殺蟲劑，采用相應的提取溫度與時間，獲得比超臨界萃取高的回收效率是完全可行的。
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