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微波在萃取技术的应用
作者:发布时间:2013-10-29 16:35:52点击率:1868
一、微波萃取设备原理:
    微波设备可从两方面考量,一方面微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质,到达物料的内部维管束和腺胞系统。由于吸收微波能,细胞内部温度迅速上升,使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力,细胞破例。细胞内有效成分自由流出。在较低的温度条件下萃取介质获取并溶解,通过进一步过滤和分离,便获得萃取物料。再一方面,微波所产生的电磁场加速被萃取部分成为向萃取溶剂界面扩散速卛,用水作熔剂时,在微波场下,水分子高速转动成为激发态,这是一种高能量不稳定状态,或水分子气化,加强萃取成分的驱动力。或者水分子本身释放能量回到基态,所释放的能量传递给其它物质成分,加速其热运动,缩短萃取组分的分子由物料内部扩散到萃取熔剂界面的时间,从而使萃取速度提高数倍,同时还降低了萃取温度。最大限度的保证萃取质量。

    微波是频率从300MHZ ~300G MHZ的一种电磁波,其方向和大小随时间作周期性变化。由于微波的频率与分子运动的频率相关联,所以微波能是一种由离子迁移和偶极子转动引起分子运动的非离子化辐射能,当它作用于分子上时,促进了分子的转动运动,分子若此时具有一定的极性,便在微波电磁场作用下产生瞬时极化,如频率为 2450MHZ的微波就以2.45亿次每秒的速度做极性变换运动,从而产生键的振动,撕裂和粒子之间的相互磨擦,碰撞,促进分子活性部分更好的接触和反应,同时迅速生成大量的热能,促进细胞分裂,使细胞液溢出来并扩散到熔剂中.    

二、微波萃取优点
    传统热萃取是以热传导,热辐射等方式由外向里进行。而微波萃取是通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热。传统热萃取和微波热萃取相比,微波萃取具有以下特点;        
1、质量高,可有效的保护食品、药品以及其他化工物料中的功能成分。 
2、产量大。 
3、萃取物具有高选择性。 
4、省时,可节省50%---90%的时间。
5、溶剂用量少。 
6、低耗能。       

    微波辐射技术在食品、药业萃取工业和化学工业上的应用研究虽然起步只有短短的几年时间,但以有的研究成果和应用成果显示了以下优点;
1、反应或萃取快。 
2、产出率高,质量好。 
3、后处理方便。 
4、安全。 
5、无污染,属绿色工程。 
6、生产线组成简单,节省投资。         

    微波萃取技术是食品和中药有效成分提取的一项新技术。微波萃取效率高,纯度高,耗能少,产生废物少,操作费用少,符合环境保护要求。可广泛用于中草药,香料,保健食品,化装品,食品,茶饮料,调味品,果胶,等。目前在我国微波萃取已用于多项中草药的侵取生产线中,如葛根,茶叶,银杏等。微波萃取以列为我国二十一世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一。科研人员已用微波萃取技术处理上百种中草药。无论是速度,效率还是质量都比常规工艺好。       

三、微波萃取与其他萃取比较  

    微波萃取技术与其他萃取技术相比有很明显的优势,化学溶剂萃取法耗能大,耗材多,耗时长,提取效率底,工业污染大,超临界流体提取在提取效率上得到大大一高。但其要求装备复杂,溶剂选择范围小,需高压力溶器和高压设备。故投资成本高,建立大规模提取生产线有工程难度。
   国外有关科研人员研究了从植物样品中微波辅助提    取多种杀虫剂的适用性。在10厘米微波照射,百分之50最大功效的优化条件下,微波萃取与传统的超临界萃取比,杀虫剂的回收效果无多大区别。但明显节省溶剂和时间。而且可同时处理多个样品。同时研究表明,微波提取的最佳回收效率与提取温度,植物样品的基体及杀虫剂的类型有关。针对不同的样品不同的杀虫剂,采用相应的提取温度与时间,获得比超临界萃取高的回收效率是完全可行的。