微波消解和微波辅助萃取技术精品PPT课件

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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

超声及微波辅助萃取PPT课件

助萃取技术。
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。

环境样品预处理新方法简介

4 . 微波萃取在环境样品分离中的应用：（1）.环境样品中污染物的萃取用于土壤、河泥、海底沉积物、环境灰尘、海洋生物、鸡蛋、奶制品、植物包括各种蔬菜、水等环境样品中农药残留量、高聚物、多环芳烃、氯化物、苯、除草剂、酚类化合物等有机物的萃取。一些金属元素及有毒金属元素如
Sn、Hg、Pb、Zn、As、Sb等的萃取，有机金属化合物的萃取等。（2）.植物中有效成分的萃取：如粮食和牛奶中维生素B的提取、蔬菜类植物中吡咯双烷基生物碱的提取等。
一、微波消解法：
国产WX-400型微波制样炉
样品杯
密封罐
与传统的加热方法不同，微波加热不是利用热传导使试样从外部受热分解，而是直接以试样和酸的混合物为发热体，从内部进行加热。由于其热量几乎不向外部传导，热效率非常高，并能利用微波将试样激烈搅拌，充分混合,加快了试样的分解。
微波消解具有如下优点： 1. 称样量小、试样损耗少; 2. 消化时间短、操作简便; 3.无损失、不沾污; 4. 能满足大量样品快速测定的需要. 为准确测定提供了必要的条件。目前，微波消解技术已广泛的应用于环境监测中
5. 微波萃取的特点：（1）.具有较好的选择性（2）可供选择的溶剂多（3）热效率高、升温快速、均匀，萃取率高：（4）有利于萃取热不稳定物质：
§2、超声波辅助萃取（UAE)技术
与MAE不同，UAE时，能量是从外部向内部传递的过程。仪器装置简单，如下图:
超声波并不能使样品分子极化，其作用是： 1、使溶液形成气泡，气泡爆裂时在相邻界面处产生很高的温度和压力，从而增加化学反应能力。 2、超声波的高频振荡可使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂的接触面积，提高传质速度，使待测物质快速转入液相。

第四章微波协助提取技术

取
体萃取
24-48h 30- 4-20min 30- 15min
60mห้องสมุดไป่ตู้n
60min
温压强度
低
低
低
高
高
预分离
不过滤
过滤和溶洗脱／不
剂蒸发
过滤
不过滤
不过滤
溶剂用量
大
大
小
小
大
费用
低
低
高
高
高
工作强度
大
大
低
低
低
污染程度
大
大
小
小
小
MAE的萃取机理
微波产生的场加速萃取溶剂界面的扩散速率，使溶剂和被萃取物质充分的接触。
1、传统热萃取热传导公式：多
热源→器皿→样品，因而能量传递效率受到了制约。微波加热则是能量直接作用于被加热物质，其模式为：热源→样品→器皿。空气及容器对微波基本上不吸收和反射，从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。
消除了热梯度，从而使提取质量大大提高，有效地药物功能成分。
2、由于微波可以穿透式加热，提取的时间大大节省。根据大量的现场数据统计，常规的多功能萃取罐8小时完成的工作，用同样大小的微波动态提取设备只需几十分钟便可完成。
3）热特性（加热方式由里向外无温度梯度，加热均匀，热转换效率高）
4）非热特性（生物效应）微生物体内的水分在微波交变电磁场的作用下
引起强烈的极性振荡，导致电容性细胞膜结构破裂、或者分子间氢键松弛等，使得组成生物体的最基本单元——细胞的生存环境遭到严重破坏，以致细胞死亡。（改变了医药食品等领域传统的高温消毒、灭菌方式，实现了低温灭菌）。
其它物质微波提取

微波消解和微波辅助萃取技术(精选)PPT文档86页

微波消解和微波辅助萃取技术（精选）
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非

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第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
而微波加热是一个内部加热过程，它不同于普通的外加热方式将热量由外向内传递，而是同时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式加热方式所存在的温度上升较慢的缺陷。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
反射微波的物质是金属类物质，微故接触到这些物质时发生反射，根据一定的几何形状，这些物质可把微波传输、聚焦或限制在一定的范围内
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
热量损失大，速度慢
体积加热、速度快、局部过热
对流加热传导加热
传统加热示意图
微波加热微波加热示意图
图 1 两种加热方式的比较
➢ 微波消解
在微波能的作用下，破坏样品中目标组分的初始形态，而使其以无机离子最高或较高价态的形式萃取出来，这种技术叫微波消解技术
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
➢ 微波萃取技术（microwave digestion MD）
在微波能的作用下，选择性的将样品中的目标组分以其初始形态的形式萃取出来的技术。
湿物料 5 频微率波为，能24穿.5透亿食次物的达微5波cm。深这，种并肉使眼食看物不中见的的
水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物"煮"熟了。这就是微波炉加热的原理
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
微波最早应用于通讯和军事，是一种波长为1mm～1m的非电离的电磁波,被辐射物质的极性分子在微波电磁场中快速转向,并定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而引起发热，同时可保证能量的快速传递和充分利用。
微波消解技术主要应用于元素总量分析，而微波辅助萃取技术主要应用于有机污染物的分析和有机金属化合物的形态分析
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
12
微波炉的工作原理
31-搅拌器；2-磁控管； 3-反射板；4-腔体；
5-塑料盘
4 微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电
子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
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。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
当被提取物和溶剂共处于快速振动的微波电磁场中时，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，这就是微波可在短时间内达到提取目的的原因。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
微波萃取主要是利用微波强烈的热效应，但微波加热方式不同于传统的加热方式。在传统的加热方式中，容器壁大多由热的不良导体制成，热由器壁传导至溶液内部需要一定的时间；此外，液体表面气化而引起的对流传热将形成自内而外的温度梯度，因而仅一小部分液体与外界温度相当。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
微波萃取的机理可从三个方面来分析。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过程。由于吸收了微波能,物料内部的温度将迅速上升,从而使萃取物的压力超过物料所能承受的能力,结果使萃取物从物料中自由流出, 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。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
微波萃取指在目标化合物的提取过程中(或提取的前处理)加入微波场，利用微波场的特点来强化有效成分浸出的新型提取技术。利用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出来，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中。
微波消解和微波辅助萃取技术
授课人：刘文莉
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
➢ 微波
微波是一种电磁波，以直线方式传播，并具有反射、折射、衍射等光学特性。微波遇到金属物质会被反射，但遇到非金属物质则能穿透或被吸收。微波的电场频率介于 300MHz~300GHz之间，常用的微波频率为2450MHZ。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
1986年，匈牙利学者Ganzler K首先提出利用微波进行萃取的方法。在微波萃取过程中，高频电磁波穿透萃取介质，到达被萃取物料的内部，微波能迅速转化为热能而使细胞内部的温度快速上升。当细胞内部的压力超过细胞的承受能力时,细胞就会破裂,有效成分即从胞内流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质，再通过进一步过滤分离，即可获得被萃取组分。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
微波是一种非电离的电磁辐射，被辐射物质的极性分子在微波电磁场中可快速转向并定向排列，由此产生的撕裂和相互摩擦将引起物质发热，即将电能转化为热能，从而产生强烈的热效应。因此，微波加热过程实质上是介质分子获得微波能并转化为热能的过程。
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
➢ 根据物质与徽波作用的特点，可把物质大致分为吸收微波、反射微波和透过微波三种物质
➢ 吸收微波的物质是可以把微波转化为热能的物质，如水，乙醇、酸、碱和盐类，这些物质吸收微波后，使自身温度升高，并使共存的其他物质定义及作用原理
透过微波的物质是很少吸收微波能的物质，从分子结构特性上讲是一些非极性物质，如烷烃，聚乙烯等，傲波穿过这些物质时，其能量几乎投有损失；
第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理
微波萃取离不开合适的溶剂，因此微波萃取可作为溶剂提取的辅助措施。溶剂提取法是根据目标化合物在溶剂中的溶解性能差异，选用对目标化合物溶解度大，而对基体溶解度小的溶剂，将目标化合物从基体内提取出来。采用微波协助提取，可使溶剂提取过程更为有效。