微波萃取的概念
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
微波萃取法的原理
微波萃取法的原理微波萃取法是一种常用的分离和提取技术，它基于微波辐射对样品中的目标成分产生热效应，从而实现目标成分的快速、高效提取。
本文将介绍微波萃取法的原理及其在实际应用中的重要性。
微波萃取法的原理是基于微波辐射与物质之间的相互作用。
微波辐射是一种电磁波，其频率通常在300 MHz至300 GHz之间。
当微波辐射与样品中的分子发生相互作用时，会引起分子的振动和转动，从而产生热效应。
这种热效应可以使样品中的目标成分溶解或挥发，从而实现其分离和提取。
微波萃取法的过程通常包括以下几个步骤：样品的制备、样品的加热、目标成分的提取和分离、溶剂的回收等。
首先，需要将待提取的样品制备成适当的形式，例如粉末或液体。
然后，将样品放置在微波萃取仪器中，并加入适量的溶剂。
接下来，通过调节微波辐射的功率和时间，使样品受热并实现目标成分的提取。
最后，通过分离技术将目标成分与溶剂分离，并回收溶剂以便再次使用。
微波萃取法在许多领域中得到了广泛的应用。
例如，在环境监测中，可以使用微波萃取法提取土壤或水样中的有机污染物，以便进行分析和检测。
在食品工业中，微波萃取法可以用于提取食品中的营养成分或添加剂，以实现食品质量的监控和控制。
此外，微波萃取法还可以应用于药物分析、天然产物提取等领域。
与传统的提取方法相比，微波萃取法具有许多优点。
首先，微波萃取法的操作简单、快速，可以在较短的时间内完成样品的提取过程。
其次，微波萃取法可以实现目标成分的高效提取，提取率通常较高。
此外，微波萃取法还可以减少溶剂的使用量，降低对环境的影响。
微波萃取法是一种重要的分离和提取技术，其原理基于微波辐射与样品中的目标成分之间的相互作用。
通过微波萃取法，可以实现样品中目标成分的快速、高效提取，广泛应用于环境监测、食品工业、药物分析等领域。
随着科学技术的不断发展，微波萃取法在实际应用中的重要性将进一步凸显。
微波萃取
四、微波萃取的主要影响参数
• 1.破碎度 与传统提取方法一样，被提取物经过适 当破碎，可以增大接触面积，有利于萃取过程的 进行。 • 2.分子极性 在微波场中，极性分子受微波的作用 较强。若目标组分为极性分子，则比较容易扩散。 在天然产物中，完全非极性的分子是比较少的， 物质的分子或多或少会存在一定的极性，绝大多 数天然产物的分子都会受到微波电磁场的作用， 因而均可用微波来协助提取。 • 3.溶剂 溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂可提取 出所需要的组分，若溶剂选用不当，则不一定能 获得理想的提取效果。
新型的萃取分离技术
微波萃取
一、什么是微波萃取
• 微波萃取，即微波辅助萃取（Mi acrowaveassisted extraction，MAE），是用微波能 加热与样品相接触的溶剂，将所需化合物 从样品基体中分离，进入溶剂中的一过程。
二、微波萃取的原理
• 普通的外加热方式将热量由外向内传递， 而微波加热是一个内部加热过程，微波直 接作用于内部和外部的介质分子，使整个 物料被同时加热，即为“体加热”过程， 从而可克服传统的传导பைடு நூலகம்加热方式所存在 的温度上升较慢的缺陷。
• 4. 微波萃取无需干燥等预处理，简化了工艺，减 少了投资。 • 5. 微波萃取的处理批量较大，萃取效率高，省时。 与传统的溶剂提取法相比，可节省50％~90％的 时间。 • 6. 微波萃取的选择性较好。由于微波可对萃取物 质中的不同组分进行选择性加热，因而可使目标 组分与基体直接分离开来，从而可提高萃取效率 和产品纯度。 • 7. 微波萃取的结果不受物质含水量的影响，回收 率较高。
• 微波加热过程中，目标组分的分子在高频 电磁波的作用下，以每秒数十亿次的高速 振动产生热能，使分子本身获得巨大的能 量而得以挣脱周围环境的束缚。当环境存 在一定的浓度差时，即可在非常短的时间 内实现分子自内向外的迁移，在短时间内 达到提取目的。常用的微波频率为2450M HZ。
微波萃取原理
微波萃取原理
微波萃取是一种常用的样品前处理技术，它通过利用微波加热来实现样品中目标成分的快速、高效萃取。
微波萃取原理主要包括微波加热、溶剂渗透和目标成分溶解三个方面。
首先，微波加热是微波萃取的核心原理之一。
微波是一种电磁波，它的特点是能够穿透物质并在其中产生局部加热。
在微波萃取中，样品与溶剂混合后置于微波炉中，微波能够迅速穿透样品并使其内部分子产生摩擦运动，从而产生热量。
这种局部加热的方式能够使样品中的目标成分迅速溶解到溶剂中，提高萃取效率。
其次，溶剂渗透也是微波萃取的重要原理之一。
微波能够使溶剂分子产生振动，从而加速溶剂分子的扩散和渗透。
当微波能量作用于样品和溶剂混合物时，溶剂分子能够更快地渗透到样品中，促进目标成分与溶剂的接触和溶解。
因此，溶剂渗透是微波萃取能够快速、高效进行的重要原因之一。
最后，目标成分溶解是微波萃取原理的关键环节。
微波加热和溶剂渗透共同作用下，样品中的目标成分会迅速溶解到溶剂中。
这是因为微波能够加速样品中目标成分的热运动，促进其溶解到溶剂
中。
同时，溶剂渗透也能够使溶剂分子更快地与目标成分接触，加快溶解速度。
因此，微波萃取能够在较短时间内实现样品中目标成分的高效溶解。
综上所述，微波萃取原理主要包括微波加热、溶剂渗透和目标成分溶解三个方面。
通过微波加热和溶剂渗透，样品中的目标成分能够迅速溶解到溶剂中，实现快速、高效的萃取。
微波萃取技术在化学分析、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用前景，对于提高分析效率、降低分析成本具有重要意义。
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。
13
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。
15
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。
16
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。
微波萃取法的名词解释
微波萃取法的名词解释微波萃取法是一种常用的分离和提取技术，广泛应用于化学、生物、环境和食品行业等领域。
它通过利用微波辐射的能量，使样品中的目标物质迅速转化为气态或溶解在溶剂中，从而实现目标物质的有效萃取和分离。
一、微波萃取的基本原理微波萃取法的基本原理是利用微波辐射能的特殊性质，即能量高、频率高、作用时间短的特点，对样品中的目标物质进行选择性加热，使其迅速转化为气态或溶解在溶剂中。
微波能量可以迅速传递到样品中，而微波辐射的热量主要集中在样品中的水分子上，从而实现快速和高效的萃取过程。
二、微波萃取的优势1. 提高萃取效率：微波能够迅速加热样品，在短时间内完成萃取过程，大大缩短了操作时间，提高了萃取效率。
2. 节约溶剂用量：由于微波辐射的加热特性，样品中的目标物质可以迅速溶解在较小量的溶剂中，从而减少了溶剂的使用量。
3. 保护热敏化合物：微波萃取过程中的加热速度快，时间短，对于一些热敏化合物的分析和检测具有保护作用。
4. 适用范围广：微波萃取适用于各种不同性质的样品，如固体、液体和气体等，具有广泛的适用性。
三、微波萃取的应用领域1. 化学分析：微波萃取在有机物和无机物的分析中得到广泛应用，如食品中的农药残留分析、环境样品中的有机物和无机物的测定等。
2. 生物药学领域：微波萃取可用于植物样品中活性成分的提取，如草药中活性成分的萃取和脂类的提取等。
3. 环境监测：微波萃取可以快速提取环境样品中的有机污染物和重金属等，提高分析的灵敏度和准确性，如土壤、水体等环境样品中的有害物质的分析等。
4. 食品工业：微波萃取可以提取食品中的营养成分和添加剂，如食品中的维生素、脂质等的含量测定。
四、微波萃取的步骤与操作注意事项微波萃取主要包括样品的制备、样品与溶剂的混合以及微波辐射加热等步骤。
在操作过程中，需要注意以下几点：1. 样品的准备：样品的准备对于萃取效果至关重要，需要选择适当的样品制备方法，以获得准确和可重复的结果。
微波协助萃取法
微波协助萃取
萃取是分离和提纯物质的一种常用方法, 是制药、食品及化工生
产中广泛采用的一种单元操作。传统的萃取方法有索氏萃取、搅 拌萃取和超声波萃取等, 但由于具有费时、费试剂、效率低、重 现性差等缺点, 近年来已不能满足发展的需要, 因而先后出现了超 临流体萃取( SFE) 、微波萃取( MAE) 和加速溶剂萃取(ASE)。
微波萃取装置
微波提取茶多酚
茶多酚的提取溶剂有水和有机溶剂。有机溶剂提取较水浸提
成本高，产品安全性低；传统的水浸提耗时长，温度高，严 重影响茶多酚制品的组成。采用微波萃取技术可以大幅度改 变以上不足。 以水为介质，对绿茶进行微波处理，结果表明，料液比1:20， 时间3min，微波浸提两次，再用50 ℃水浸提一次10min，茶 多酚浸出率高达90%以上，与传统水煮法及溶剂提取法相比， 此法提取率高，溶剂用量少。
微波萃取大蒜中的有效成分
取蒜泥装入烧杯中，加入二氯甲烷作为提取溶剂，盖上表面皿。
浸泡10min，在微波炉中萃取30s，然后分离提取物，得到黄色 物质，通过气相色谱法和薄层扫描法检验，证明所得的成分相 同 ，提取率为3.1%。 用水蒸气蒸馏法2h提取率为0.9% 用索氏提取法6h提取率为3.4%
微波萃取（microwave assisted extraction,MAE）又称微波协助
萃取。是将被萃取的原料浸于某选定的溶剂中，通过微波反应器 发射微波能，使原料中的化学成分迅速溶出的技术。
微波的特性
微波是一种波长在1mm～1m(其相应的频率为300～30万MHz)的电磁
波，它介于红外线和无线电波之间。微波的频率很高，所以在某些场 合也称为超高频。
局限
1.由于加热快速，可能致使热敏性物质变性或失活，因此仅
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微波萃取的概念
微波萃取（Microwave-assisted extraction，MAE）是一种利用微波辐射来加速和提高植物有效成分的提取效果的技术。
它是一种绿色、高效、快速的提取方法，已经被广泛应用于天然产物、药物、食品和环境样品的提取。
微波萃取原理是利用微波辐射作用于样品中的水分子，通过水分子的旋转和摩擦产生的热能，使样品中的活性成分迅速溶解到溶剂中。
与传统的提取方法相比，微波萃取具有以下优点：
1. 提取效果显著提高：微波辐射可以快速加热和溶解样品中的活性成分，提高提取效率。
相比传统方法，微波萃取可以获得更高的提取率和更短的提取时间。
2. 快速和节能：微波辐射具有快速加热的特点，相对传统方法可以大大缩短提取时间。
同时，由于微波萃取过程中样品和溶剂可以同时加热，节省了能源消耗。
3. 简单和方便：微波萃取操作简单，只需将样品和溶剂放入微波加热器中，设定合适的温度和时间，微波加热器会自动完成加热过程，无需频繁搅拌和操作。
4. 优化和可控性好：微波萃取可调控加热温度、压力、时间等参数，可以根据不同样品的特点和需要进行优化和设计。
同时，微波辐射对样品中的化学成分影响较小，有效保留了植物的有效成分。
5. 绿色环保：微波萃取无需大量的有机溶剂，减少了溶剂的消耗和环境的污染。
同时，微波加热器的使用寿命较长，降低了仪器更新频率和废物处理的成本。
微波萃取方法的应用范围非常广泛。
在天然产物领域，微波萃取已成功应用于中药提取、植物次生代谢产物的提取、花草香精的制备等。
在药物研发领域，微波萃取可以提取药物中的有效成分，如植物药物的主要活性成分、生物碱和黄酮类化合物等。
在食品领域，微波萃取可以提取食品中的香气成分、色素和抗氧化剂等，同时保留食品的营养成分。
在环境样品领域，微波萃取可以快速提取环境样品中的污染物，如土壤、水样和空气样品中的有机污染物和重金属。
虽然微波萃取具有很多优点，但也存在一些技术难题和挑战。
首先，微波萃取方法对样品的处理和预处理较为敏感，需要对样品的颗粒大小、湿度、溶剂选择等进行优化。
其次，微波辐射对一些热敏性和光敏性的化合物可能会产生破坏作用，因此需要在操作时特别注意。
最后，微波加热器的性能和温度分布均匀性也会对提取效果产生影响，需要选择合适的仪器和操作条件。
在未来，随着人们对绿色环保技术的需求和对活性成分开发利用的深入研究，微波萃取技术将会得到更广泛的应用和发展。
同时，与其他提取方法结合应用，如超声波辅助提取、超临界流体萃取等，也会进一步提高提取效率和产品质量。