微波辅助提取
微波辅助萃取全部全解ppt课件
4.温度差: 是被提取组分扩散与传质的前提，没有浓度差或 浓度差很小，提取过程就不能进行
5.温度: 由于存在微波下的分子运动，因而温度不需要与传 统提取工艺过程中的一样高；也可能导致体系温度过度上 升，为减小温度的影响，可将微波提取过程分次进行 微波萃取在不同温度下的提取效果是不同的，当其他条件 一样时，热态比冷态的提取效果要好
微波辅助萃取 （Microwave Aided Extraction，MAE)
• 微波辅助萃取又称微波萃取(MAE)，是微波和传统的溶剂 萃取法相结合后形成的一种新的萃取方法，因其具有快速 、高效、省溶剂、环境友好等优点，微波萃取是在有机分 析中得到了广泛的应用。
微波萃取机理
• 微波萃取技术是将微波技术和萃取技术相结合，利用极性 分子可以迅速吸收微波能量来加热一些具有极性的溶剂， 达到萃取样品中目标化合物、分离杂质的目的。微波加热 不同于一般的常规加热方式，常规加热是由外部热源通过 热辐射由表及里的传导方式加热。微波加热是材料在电磁 场中由介质吸收引起的内部整体加热。微波加热意味着将 微波电磁能转变成热能，其能量是通过空间或介质以电磁 波的形式来传递的，对物质的加热过程与物质内部分子的 极化有着密切的关系。
中
中
的
的
应
应
中 的 应
用
用
用
食品分析
食 旧方法 用 色 素 的 提 取
新方法
天然食用色素制备方法大致可分为溶剂提取法、组织 培养法、粉碎法，压榨法、酶反应法、微生物，发酵 法和人工化学合成天然色素法等。其中最常用的方法 是溶剂提取法即浸取法, 但传统的浸取方法存在着浸 取时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、热敏性 组分易破坏等缺点
1. 微波革取用于天然产物提取的应用前景 2. 进一步缩短样品处理的时间 3. 进一步探讨萃取机理 4. 开发微波萃取新技术和其他技术联用 5. 开发微波萃取在线检测新技术 6. 将微波萃取的实验室研究扩大为工业化研究
微波辅助提取法原理
微波辅助提取法原理
微波辅助提取法是一种新兴的化学分离技术，在植物提取、食品分析和药物制备等领域得到了广泛的应用。
它相对于传统的提取方法具有快速、高效、环保等优点。
微波辅助提取法的原理是基于微波的能量作用于物质时，使其分子间振动，产生摩擦和热量，加速物质的扩散和渗出，从而加速提取过程。
一般来说，微波辅助提取法可以分为以下几个步骤：
1.样品预处理
针对不同的提取物，需进行不同的制备方法，例如：颗粒样品的处理方法是先将样品碾碎，并将其加入一定量的溶剂进行搅拌，得到均匀的混合物后就可以进行提取了。
2.微波加热
将用溶剂混合后的样品置于微波反应器内，施加一定功率的微波辐射，通过加热使样品酵解、水解、分解等，从而达到物质的提取目的。
通常情况下，微波加热可以比传统加热更快更有效，能够在数分钟至数十分钟内完成提取。
3.离心分离
将经过微波加热的样品放入离心机中进行处理，通过离心加快样品的渗出，使可溶性的物质和溶解液分离。
将离心分离后的澄清液移入试管中，离心机离能沉淀悬浮在上面的不溶性颗粒物。
4.溶液浓缩
将澄清液移入旋转蒸发仪中，利用的加热和旋转的引力加速溶液蒸发，从而使提取物质量得以浓缩和升高。
总之，微波辅助提取法是一种快速、高效的提取化学物质的方法。
其原理是通过微波能量作用于物质，使物质分子间振动，达到加速提取物质的速率和效率的目的。
在不断完善和发展中，将为植物提取、药物制备等领域的发展提供新的技术支撑。
微波辅助萃取
[5]李安平 ,谢碧霞.桔黄色素微波萃取的研究 [J].中国食品添 加剂 ,2004,1
[6]杨晓萍 ,倪德江.微波萃取茶叶有效成分的研究[J].华 中 农 业 大 学 学 报,2003,22(5)
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究
从表 1可以看出，与传统的萃取方法相比，微 波萃取明显节约了提取时间及溶剂消耗量 ，该 技术高效 、低耗 、无污染 ，是“绿色”的萃 取技术 ，而在充分优化的试验条件下，萃取率 较高、稳定，克服了传统萃取技术的弊端 。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优 化研究
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份 20g
，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后真空 抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算得率 。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
4.溶剂PH
➢溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液有 一个最佳的用于萃取的酸碱度。
5.浓度差
➢ 浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。
6.温度
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间 的电磁波, 它介于红外线和无线 电波之间。
微波辅助提取技术的研究及应用
微波辅助提取技术的研究及应用一、绪论微波辅助提取技术是指利用微波辐射对样品中的有机分子进行加热和激发，使其溶剂中的溶解度和析出度增大，以便进行有效的分离和提取。
该技术具有提高提取效率、缩短提取时间、节省溶剂、减少样品损失等优点，因此在众多领域应用广泛，得到了广泛的研究和开发。
二、微波辅助提取技术的原理与优点1. 原理微波辅助提取的原理是通过微波辐射使样品产生热效应，使样品温度升高，从而加速成分的挥发、萃取和分离。
同时微波辐射还可用于加速液体的挥发和溶解，因此可以在较短时间内完成萃取、分离和纯化的过程。
2. 优点微波辅助提取技术相比传统的提取技术有以下优点：（1）提高提取效率：微波辐射可以使样品热效应加快，溶解和析出效率提高，因此提取效率提高。
（2）缩短提取时间：由于微波辐射的速度快，提取时间可以缩短几十倍，节省了大量时间。
（3）节省溶剂：微波辐射可以让样品中的有机成分更快地溶解或析出，因此可以节省溶剂的用量。
（4）减少样品损失：短暂的微波辐射可以减少样品中的部分挥发成分损失，保证了提取过程中的准确性。
（5）提高样品纯度：微波辐射可以使样品溶液中的杂质分解和析出，从而提高了样品的纯度。
三、微波辅助提取技术在不同领域中的应用1. 食品分析检测微波辅助提取技术在食品中的应用非常广泛，可以用于多种食品成分的提取和分析。
食品成分主要包括油脂、蛋白质、多糖、色素、香料、维生素等。
微波辅助提取技术可以通过对不同成分进行选择性提取和分离，从而达到快速、准确和可重复的分析结果，比传统的提取技术更为高效。
2. 中药研究及制造中药是中国传统医学的重要组成部分，而中药的提取和制造是中药研究中的重要环节。
微波辅助提取技术可以促进中药中有效成分的溶解和析出，从而提高中药的提取效率和质量，进一步推动中药现代化的进程。
3. 环境污染物检测环境中存在着各种有害污染物，如重金属、有机物、农药等。
微波辅助提取技术可以快速、高效地提取和分离这些污染物，从而检测它们的浓度和含量，确保环境的健康和安全。
(完整版)微波及超声波辅助萃取技术
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微波及超声波 辅助萃取技术
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1 微波辅助萃取技术 2 超声波辅助萃取技术 3 微波和超声波协同萃取技术 4 应用简介
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微波及超声波 辅助萃取技术
超声波 辅助萃 取技术
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基本概念 原理
影响因素 特点 设备
浸泡时间：浸泡时间对提取效率的影响实际上是 药机提超材械取声湿效波润超应率提程声：高取度波超：设对是声采备提指波用主取频在超要效率介声由率为质波提的2中技取0影的术槽千响传来、赫。播强超～但可化声50若以提波浸使取发泡介过生时质程器间， 兆过质提和赫长点取电左，在时源右药其间等的材传仅部声组播为分波织空常组，内间规成它的内溶。是糖产剂提一类生提取种、振取槽机粘动法是械液，的盛波质从几放，等而分提会强之取扩化一物散介，系出质因的来， 需并的而容要附扩提器能着散取，量于、效一载药传率般体材播较由表—，高不面介这。锈而质就钢阻—是制碍来超成溶进声，剂行波其的传的内进播机安入。械装，效有从应加而。热影及响 提空能控出化耗温效效低装率超应：置。声：施，针波通加底对萃常小部不取情功粘同(况率接U的下的超ltra药，超声so材介声波u，质波换nd可内即能通部可器过或破。实多碎超验或提声来少取波确地大换定 e适溶量能x宜解的器tra的了物是cti浸一料超on泡些，声，时微且波U间气提E。)泡取，，过设亦这程备称些可的为气在关超泡室键声在温部波超下件辅声进，波行其的，作作无用用需是 助温下大将萃度产功电取：生率能、超振电转超声动源换声波，。成波提当机提取声械取一压能，般达。是不到目利需一前用要定，超加值声热时波，，但气提其泡取本由设身于备存 辐在定提使射较向取用压强扩物的强的散的换产热而质能生效增量器的应大高主强，，：要烈且形由有空介成于磁化质共提力效的振取换应温腔过能、度，程器扰对然的和动空后温压化突度电作然较换用闭低能的合，器强， 效度这因两应也就而种、有是可类高一超最型加定声大。速的波限磁度影的力、响空地换击，化保能碎因效持器和此应物是搅提。料用拌取中会作过原在用程有变等中的化对各的温种磁度有场进效中行 多适热成发级当效分生效控应，变应制：尤形，也和其的增是其是材大非它热料物常敏，质必理性如分要波有镍子的一效或运。样成镍动，分合频超的金率声性材和波质料在。制介同成质时；中由而 速声的于压度波传提电，频播取换增率过时能加：程间器溶超也较则剂声是短由穿波一，可透频个因产力率能而生，是量可压从影的降电而响传低效加有播提应速效和取的目成扩物材分散中料提过的，取程杂如率，质锆的 标主即含钛成要超量酸分因声，铅进素波提或入之在高其溶一介提他剂。质取陶，研的物瓷促究传的材进表播质料提明过量制取，程。成的对中。进于，若行大其将。多声压数能电药不材材断料而被置言, 当介提于其质取电他的物压条质的变件点提化一吸取的定收率电时，高场,介：中目质超则标将声会成所波产分吸所生的收引变提的起形取能的，率量空这随全化就超部效是声或应压波 频大可电率部使效的分植应增转物。加变细无而成胞论下热壁使降能及用。，整何从个种而生换导物能致体器介破，质裂其本，基身使本和药因药材素材中常 声组的是处织有空理温效化时度成效间的分应：升得的超高以强声，充度提增分。取大释通了出常药，比物从常有而规效可提成提取分高的的目时溶标间解提要 短速取浴。度物槽一。的式般此提—情外取—况，率应下超。用，声广超波，声还但处可是理以超时产声间生波在许不2多能0次均~4级匀5m效分in应布以， 内如适并即乳用且可化范随获、围时得扩广间较散：变好、超化的击声超提碎提声取、取波效化中能果学药量。效材衰应不减等受。，成这分些、作极用性 占也和探空促分针比进子式：了量—超植的—声物限超波体制声的中，波占有适探空效用针比成于可是分绝将超的大能声溶多量波解数集的，种中工促类在作使中样时药品间物材的与 间有和某隙效有一时成效范间分成围(进分，脱入的因气介提而时质取在间，液)之并如体比于生中。介物能根质碱提据充、供操分黄有作混酮效方合类的式，化空的加合穴不快物作同、， 超了醌用声提类波取化提过合取程物器的、可进萜分行类为，化连并合续提物式高、和了鞣间药质歇物、式有脂两效质种成及类分挥型的发。 提油取等率的。提取。
微波萃取技术.
萃取温度应低于萃取溶剂的沸点，不 同的物质最佳萃取温度不同。
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3、萃取时间的影响
微波萃取时间与被测样品量、溶剂 体积和加热功率有关，一般情况下为 1015min。
一般所选用的微波功率在200-1000W范围内。
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5. 基体物质的影响
基体物质对微波萃取结果的影响可 能是因为基体物质中含有对微波吸收较强 的物质，或是某种物质的存在导致微波加 热过程中发生化学反应。
例如：土壤基体中的有机质对萃取 效率有一定影响，而无机质的影响不大。
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6、微波萃取效率的其它影响因素
5
微波辅助萃取技术特点
（2） 加热均匀 微波加热是透入物料内部 形成独特的物料受热方式，整个物料被加
的能量被物料吸收转换成热能对物料加热，
热，无温度梯度，即微波加热具有均匀性
的优点。
6
微波辅助萃取技术特点 （3）选择性 微波对介电性质不同的物料呈
现出选择性的加热特点，介电常数及介质损 耗小的物料，对微波的入射可以说是“透明” 的。溶质和溶剂的极性越大，对微波能的吸 收越大，升温越快，促进了萃取速度。而对 于不吸收微波的非极性溶剂，微波几乎不起 加热作用。所以，在选择萃取剂时一定要考 虑到溶剂的极性，以达到最佳效果。
废液 (Waste)
PTFE 管 (Coiled PTFE tubing)
SPE/HPLC或GC/MS分析 (Analysis by SPE/HPLC or GC/MS )
接收容器 (Collection vessel)
微波辅助提取法
微波辅助提取法微波萃取又称微波辅助提取( Microwave -assisted Extraction，MA E)，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300 MHz至300 GHz 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] [2] [3] ：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，最大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。
超声及微波辅助萃取PPT课件
2000年代至今
该技术不断优化和完善，广泛 应用于食品、医药、环保等领
域。
技术应用领域
食品工业
用于提取食品中的活性 成分，如植物精油、色
素、多酚等。
医药行业
用于从中药材中提取有 效成分，以及从生物样 品中分离蛋白质、核酸
等生物分子。
环境科学
化学工业
用于处理环境污染问题， 如土壤、水体中有机污
生物技术与生命科学
将超声及微波辅助萃取技术应用于生物样品和生物活性物 质的提取，为生物技术与生命科学研究提供新的工具和方 法。
环境科学与工程
应用于环境样品中目标污染物的提取和富集，为环境监测 和治理提供技术支持。
绿色化学与可持续发展
减少溶剂使用
通过优化超声及微波辅助萃取技术，减少有机溶剂的使用量，降 低对环境和人体的危害。
选择性加热
微波能量主要集中在目标 成分上，减少对其他物质 的热解和破坏。
需要特定条件
对介电常数较高的介质效 果更佳，且对金属容器有 特殊要求。
选择依据与建议
根据目标成分的性质 选择
如果需要快速加热和 高效提取，微波辅助 萃取更具优势。
如果目标成分对热敏 感或易挥发，超声辅 助萃取更为合适。
选择依据与建议
选择微波功率和辐射时间
根据实验条件和目标物质的性质选择 合适的微波功率和辐射时间，以保证 最佳的萃取效果。
操作步骤
将物料与溶剂混合后放入微波萃取仪 中，设定微波功率和辐射时间，进行 萃取。
产物处理
萃取完成后，对产物进行分离、纯化、 浓缩等处理，以获得目标物质。
微波辅助萃取的优缺点
高效
微波能够快速地渗透到物料内部，提高萃取效率。
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药学院 2015级中药专硕 01中药资源 杨雪
微波辅助提取
• 目录：
• 1.微波萃取方法 • 2.微波辅助萃取装置 • 3.今后研究方向
一、微波萃取方法
目前报道的微波萃取方法一般 有三种：常压法、高压法、连续流 动法。而微波加热体系有密闭式和 敞开式两类。
二、微波辅助萃取装置
1.常压法 常压法一般是指在敞开容器中进行微波萃 取的一种方法，其设备主要有二种。 第一种是直接使用普通家用微波炉或用微
研究所研制的 WK2000 微波快速反应系统和
MK Ⅲ型光纤自动控压微波制样系统属于该
类产品的仿制国产产品。
微波辅助萃取装置
2. 高压法 高压法是使用密闭萃取罐的微波萃取法，
其优点是萃取时间短，试剂消耗少，这种方
法是目前报道最多的一种方法。
微波辅助萃取装置
用于微波协助萃取的设备有两类 : 一类是微波 萃取罐;另一类为连续微波萃取器。两者的主要区 别是:一个是分批处理物料，类似于多功能提取罐; 另一个是以连续方式工作的萃取设备,具体参数一 般由生产厂家根据使用厂家要求设定。使用的微 波频率一般为2450MHz或915MHz。
固相萃取—微波萃取联用技术
用微波萃取代替固液萃 取中的溶剂洗脱。
其他技术联用
波炉改装成的微波萃取设备，通过调节脉冲
间断时间的长短来调节微波输出能量，目前
国内外大部分的研究都采用这种设备。
实验室用微波炉改装
在常压下提取，只能实 现温度控制。不足之处， 一次处理的样品不能太多。
中小型开罐式微波提取器
•
优点：
模仿微波炉结构，加热腔 内配一塑料容器。 将物料和溶媒混合后，边 搅拌边用微波处理。
3. 连续流动法
连续流动法是指萃取溶剂连续流动 而样品随之流动或固定不动的一种微 波萃取体系。目前国内外有关连续流 动法的报道很少，国外学者这方面的 研究较多。
今后的主要研究方向
今后的主要研究方向
今后的主要研究方向
• 三、开发微波萃取新技术或其他技术联用
有文献报道用微波萃取代替固液萃取中的溶剂洗脱的研究， 提出固相萃取—微波萃取联用技术。该研究有助于综合利用 各种技术的优点,提高处理效果,扩大样品适用范围。
微波辅助萃取装置
有机溶媒的挥发， 降低损耗；实 现防爆；可常压或加压操作。 5.提高效率，降低成本。物料经微波 提取器的时间仅10~30秒/次，批时间 缩短20~50Min，极大提高了系统处理 能 模块式扩展。 7.便于清洁 。
微波辅助萃取法
连续微波萃取器
应用于工业生产： 1.处理量大。适合工业生产。 2.能耗及物耗降低。缩短了浸出时 间，提高劳动率；使用组合能源， 经济电耗；减少了提取液总量，缩 小了后续设备的规模，能耗及设备 投资。 3.节省空间及占地。设备紧凑，能 在有限的厂房内为其他设备提供额 外空间。 4.密闭操作。管道式密闭操作，对 人员和环境都很安全。同时也减少
缺点：
不能保证所有物料经受同 等微波照射。 针对有机溶剂，防爆问题 凸显。 只用于小试不能用于工业 化生产。
美国CEM公司产品
微波辅助萃取装置
第二种是美国CEM公司和意大利的 Milestone公司生产的适用于溶解、萃取和有 机合成的密闭式微波萃取设备。国内中科院 深圳南方大恒公司和上海新科微波技术应用