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微波在萃取技術(shù)的應(yīng)用
作者：發(fā)布時間：2013-10-29 16:35:52點擊率：3968
一、微波萃取設(shè)備原理：
微波設(shè)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(zhì)，到達(dá)物料的內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)。由于吸收微波能，細(xì)胞內(nèi)部溫度迅速上升，使其細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁膨脹承受能力，細(xì)胞破例。細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出。在較低的溫度條件下萃取介質(zhì)獲取并溶解，通過進(jìn)一步過濾和分離，便獲得萃取物料。再一方面，微波所產(chǎn)生的電磁場加速被萃取部分成為向萃取溶劑界面擴(kuò)散速卛，用水作熔劑時，在微波場下，水分子高速轉(zhuǎn)動成為激發(fā)態(tài)，這是一種高能量不穩(wěn)定狀態(tài)，或水分子氣化，加強(qiáng)萃取成分的驅(qū)動力。或者水分子本身釋放能量回到基態(tài)，所釋放的能量傳遞給其它物質(zhì)成分，加速其熱運(yùn)動，縮短萃取組分的分子由物料內(nèi)部擴(kuò)散到萃取熔劑界面的時間，從而使萃取速度提高數(shù)倍，同時還降低了萃取溫度。最大限度的保證萃取質(zhì)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(yùn)動的頻率相關(guān)聯(lián)，所以微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動引起分子運(yùn)動的非離子化輻射能，當(dāng)它作用于分子上時，促進(jìn)了分子的轉(zhuǎn)動運(yùn)動，分子若此時具有一定的極性，便在微波電磁場作用下產(chǎn)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(yùn)動,從而產(chǎn)生鍵的振動,撕裂和粒子之間的相互磨擦,碰撞,促進(jìn)分子活性部分更好的接觸和反應(yīng),同時迅速生成大量的熱能,促進(jìn)細(xì)胞分裂,使細(xì)胞液溢出來并擴(kuò)散到熔劑中.
二、微波萃取優(yōu)點
傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導(dǎo)，熱輻射等方式由外向里進(jìn)行。而微波萃取是通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種方式里外同時加熱。傳統(tǒng)熱萃取和微波熱萃取相比，微波萃取具有以下特點；
1、質(zhì)量高，可有效的保護(hù)食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分。
2、產(chǎn)量大。
3、萃取物具有高選擇性。
4、省時，可節(jié)省50%---90%的時間。
5、溶劑用量少。
6、低耗能。
微波輻射技術(shù)在食品、藥業(yè)萃取工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)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(yīng)用成果顯示了以下優(yōu)點；
1、反應(yīng)或萃取快。
2、產(chǎn)出率高，質(zhì)量好。
3、后處理方便。
4、安全。
5、無污染，屬綠色工程。
6、生產(chǎn)線組成簡單，節(jié)省投資。
微波萃取技術(shù)是食品和中藥有效成分提取的一項新技術(shù)。微波萃取效率高，純度高，耗能少，產(chǎn)生廢物少，操作費用少，符合環(huán)境保護(hù)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(diào)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(chǎn)線中，如葛根，茶葉，銀杏等。微波萃取以列為我國二十一世紀(jì)食品加工和中藥制藥現(xiàn)代化推廣技術(shù)之一。科研人員已用微波萃取技術(shù)處理上百種中草藥。無論是速度，效率還是質(zhì)量都比常規(guī)工藝好。
三、微波萃取與其他萃取比較
微波萃取技術(shù)與其他萃取技術(shù)相比有很明顯的優(yōu)勢，化學(xué)溶劑萃取法耗能大，耗材多，耗時長，提取效率底，工業(yè)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(fù)雜，溶劑選擇范圍小，需高壓力溶器和高壓設(shè)備。故投資成本高，建立大規(guī)模提取生產(chǎn)線有工程難度。
國外有關(guān)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(yōu)化條件下，微波萃取與傳統(tǒng)的超臨界萃取比，殺蟲劑的回收效果無多大區(qū)別。但明顯節(jié)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(guān)。針對不同的樣品不同的殺蟲劑，采用相應(yīng)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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