微波萃取原理及应用
微波萃取的机理、优点及与其它萃取方法的比较
波 天 然 脂 肪 ( 食 物 )10098 ＞ 3h ＜ 5minantinutritives40100≥3h＜5min 杀虫剂 (土壤)90100＜1.5h＜1min
微波萃取粗略工艺流程： 选料清洗粉碎微波萃取分离浓缩干燥粉化 产品微波萃取
0c59f8ea 工业微波设备 /
業，目前在我国微波萃取已经用于多项中草药的 侵取生产线之中，如葛根、茶叶、银杏等。微波 萃取已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。某中药研究机构的科研
者，已经用微波萃取方法处理上百种中药。无论 是萃取速度、萃取效率还是萃取质量均取比常规 工艺优秀得多的结果。
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取得了美国、墨西哥、日本、西欧、韩国的专利 许可。并用大生产线在薄荷、海藻中提取有效物 质均获得成功。
微波萃取效率高、純度高、能耗小、產生廢 物少、操作費用少、符合環境保護要求。可廣泛 用于中草藥、香料、保健食品、化妝食品、化妝 品、茶飲料、調味料、果膠、高粘度殼聚糖等行
传导两种方式里外同时加热。传统热萃取和传统 热萃取相比，微波萃取具有以下特点：
ａ、质量高，可有效地保护食品、药品以及
其他化工物料中的功能成分； ｂ、产量大； ｃ、对萃取物具有高选择性；
0c59f8ea 的时间；
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和溶剂类型，只需短短的几分钟就可萃取传统加 热需要几个小时甚至十几个小时的目标物质。 1987 年 GANGLER 曾从棉籽中提取棉实糖，从豆类 中提取豆碱。九十年代初，由加拿大环境保护部
和加拿大 CWT-TRAN 携手开发了微波萃取系统 MicrowaveAssistedProcess 简称 MAP）现已广泛 应用到香料、调味品、天然色素、中草药、化妆 品和土壤分析等领域，并且于 1992 年开始陆续
微 波 萃 取 技 术
常规的微波萃取方法是把极性溶剂(如 丙酮)或极性溶剂和非极性溶剂混合物(如丙 酮+正己烷,或甲醇+乙酸等)，与被萃取样品 混合，装入微波制样容器(一般为PFA杯)中， 在密闭状态下，放入微波制样系统中加热。 根据被萃取组分的要求，控制萃取压力或温 度和时间；加热结束时，把样品过滤，滤液 直接进行测定，或作相应处理后进行测定。 一般情况下，微波萃取加热时间约5～10分 钟，萃取溶剂和样品总体积不超过制样杯体 积的1/3。
（2）另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸 收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙 烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等， 它们能透过微波，而不吸收微波。这类材料可作为 微波加热用的容器或支承物。
（3）金属导体材料能很好的反射微波，可做其密封 材料。
二、微波萃取设备及萃取步骤
1.设备 带有控温附件的微波制样设备，微波萃取用
3. 萃取时间
微波萃取时间与被测物样品量、溶剂体积和 加热功率有关。一般情况下，萃取时间在1015min内。在萃取过程中，一般加热开始1-2min即 可达到所要求的萃取温度。
4. 溶液pH值
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。有文献考察了从土壤中萃 取除草剂三嗪时分别用NaOH、NH3-NH4Cl、HAc、 NaAc和HCl调节溶剂pH值对回收率的影响。研究 结果表明：当溶剂的pH值介于4.7～9.8时，除草剂 三嗪的回收率最高。
2. 微波的特性
1） 金属材料不吸收微波，只能反射微波。 2） 绝缘体可以透过微波，它几乎不吸收微波的能量。如
玻璃、陶瓷、塑料（聚乙烯、聚苯乙烯）、聚四氟乙烯、 石英、纸张等，它们对微波是透明的，微波可以穿透它 们向前传播。 3）极性分子的物质会吸收微波（属损耗因子大的物质）， 如：水烯材料）。
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。
微波萃取技术.
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
克服传统的传导式加热方式所存在的温度上 升较慢的缺陷。
一、微波萃取原理
传导加热
对流加热
微波加热
微波加热示意图
传统加热示意图
图 1 两种加热方式的比较
一、微波萃取原理
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 法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解
微波炉
微波炉的基本外形和构造
①门安全联锁开关--确保炉门打开,微波炉不能工作,炉门关上, 微波炉才能工作;
②视屏窗--有金属屏蔽层,可透过网孔观察食物的烹饪情况;
③通风口--确保烹饪时通风良好;
④转盘支承--带动玻璃转盘转动; ⑤玻璃转盘--装好食物的容器放在转盘上,加热时转盘转动,使食 物烹饪均匀; ⑥控制板--控制各档烹饪; ⑦炉门开关--按此开关,炉门打开｡
一、微波萃取原理
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。
一、微波萃取原理
普通的外加热方式将热量由外向内传递，
微波炉
微波炉的加热时间： 要视材料及用量而定，还和食物新鲜程度､含水量有 关｡由于各种食物加热时间不一，故在不能肯定食物 所需加热时间时，应以较短时间为宜，加热后可视 食物的生熟程度再追加加热时间｡否则，如时间太长， 会使食物变得发硬，失去香､色､味｡按照食物的种类 和烹饪要求，调节定时及功率(温度)旋钮，可以仔细 阅读说明书，加以了解｡ 食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时 间超过2小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒｡
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。
微波辅助萃取
微波辅佑襄助萃取微波特点MAE特点MAE是指利用微波能强化溶剂萃取效率，即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物（重要是有机化合物）的萃取过程。
微波具有波动性、高频特性以及热特性或非热特性（生物效应）等特点。
快速高效样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作用下，高速速度变换其正、负极，产生偶极涡流、离子传导和高频率摩擦，从而在短时间内产生大量的热量。
偶极分子旋转导致的弱氢键分裂、离子迁移等加速了溶剂分子对样品基体的渗透，待分析成分很快溶剂化，使微波萃取时间显著缩短。
加热均匀微波加热是透入物料内部的能量被物料汲取转换成热能对物料加热，形成的物料受热方式，整个物料被加热，无温度梯度，即微波加热具有均匀性的优点。
微波加热具有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"透亮"的。
溶质和溶剂的极性越大，对微波能的汲取越大，升温越快，促进了萃取速度。
而对于不汲取微波的非极性溶剂，微波几乎不起加热作用。
所以，在选择萃取剂时肯定要考虑到溶剂的极性，以达到最佳效果。
生物效应（非热效应）由于大多数生物体内含有极性水分子，在微波场的作用下引起猛烈的极性震荡，从而导致细胞分子间氢键松弛，细胞膜结构电击穿分裂，加速了溶剂分子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。
因此，利用MAE从生物基体萃取待分析的成分时，能提高萃取效率。
MAE技术与其它技术的比较任何一种萃取技术都是为了从基体中快速、高效地分别出待分析成分，但是由于基体的多而杂性及萃取技术的不同特点，常常在选取萃取方法的时候必需考虑到分析的目的和分析方法的费用、操作的繁简、时间的多寡等因素。
与传统的萃取技术相比，MAE技术突出的优点在于溶剂用量少，快速，可同时测定多个样品；有利于萃取热不稳定的物质，萃取效率高，设备简单，操作简单。
机理特点微波萃取的机理微波是指波长在1mm至1m之间、频率在300MHz至30000MHz之间的电磁波，它介于红外线和无线电波之间。
微波辅助萃取技术的应用研究
微波辅助萃取技术的应用研究微波辅助萃取技术是近年来发展起来的一种新型萃取技术，它相比传统的萃取技术，有着更高的提取效率、更短的提取时间以及更低的耗能。
因此，微波辅助萃取技术已经被广泛应用于食品、中药、环境等领域的提取和分离中。
本文将着重围绕微波辅助萃取技术的发展、优点及应用进行探讨。
微波辅助萃取技术的发展微波辅助萃取技术于20世纪80年代开始在国际上被广泛运用。
随着科技的发展，该技术逐渐成为一种新型、高效萃取技术，得到了广泛的关注和研究。
微波辅助萃取技术是利用微波短波辐射作用于物质，使物质内部产生热效应，从而达到更高效率的提取目的。
微波辐射能够穿透物质，使样品分子内部产生摩擦，从而转换成热能，促使样品快速膨胀，使得被提取物质释放速度加快，提高提取效率。
微波辅助萃取技术的优点与传统的萃取技术相比，微波辅助萃取技术具有如下优点：1. 提取效率高：微波辐射能够快速穿透样品进行加热，能量集中、高效、快速，大大缩短了提取时间。
相比传统方法，提取效率有较大提高。
2. 提取时间短：微波加热的过程中，能够让样品更快地达到提取温度，因此提取的时间大大缩减，多数物质均可在几分钟内完成提取，而提取时间通常在10-60分钟之间。
3. 耗能低：微波辐射对样品加热能量集中，加热效率高，无需对整个反应体系进行加热，极大地节省了能源。
4. 避免了样品受到氧化、降解和动态流动等影响：微波萃取的过程中，自身加热不会改变样品在提取物的组成中的原始状况，减少了对样品的影响。
5. 高品质、高纯度：微波辅助技术可以保持接近原始的化学成分、质量，从而获得高品质、高纯度的提取物。
微波辅助萃取技术的应用在实际应用中，微波辅助萃取技术经常被用于食品、中药、化学等领域。
例如，在食品领域中，微波技术已被应用于提取果汁、膳食纤维、色素等，并已在大规模生产的过程中打下了商业基础；在中药领域中，微波技术已成功应用于一些天然药物中单一有效成分的提取上，如黄芩苷、甘草苷等；在环保领域中，微波技术被广泛应用于污染物提取和有毒有害物质的分离。
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。
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微波萃取原理及应用
微波萃取是一种新型的萃取技术，具有快速、高效、节能等优点，被广泛应用于各种物质提取领域。
本文将介绍微波萃取的原理、应用及优点，并探讨其发展趋势。
一、微波萃取原理
微波萃取是一种利用微波能进行物质提取的方法。
微波能是一种特殊的电磁能，具有穿透性、热效应和非热效应等特点。
在微波萃取中，微波能通过细胞壁，使得细胞内部产生热效应，导致细胞膨胀破裂，从而释放出细胞内的物质。
此外，微波还能增强物质的溶解性和渗透性，促进目标成分的溶出。
二、微波萃取应用
1.天然药物提取：微波萃取技术可以快速、高效地提取天然药物中的有效成
分，如中草药中的黄酮类、皂苷类等。
与传统方法相比，微波萃取具有提取时间短、溶剂用量少、提取效率高等优点。
2.食品工业：微波萃取技术可以用于食品添加剂的提取，如香精、色素等。
此
外，还可以用于食品中农药残留的检测和分析。
3.环境样品处理：微波萃取技术可以用于环境样品中有机污染物的萃取和富
集，如土壤、水样等。
通过对环境样品的处理，可以了解环境污染状况，为环境保护提供依据。
4.农业领域：微波萃取技术可以用于农产品中农药残留的检测和分析，为农产
品质量安全监管提供技术支持。
5.材料科学领域：微波萃取技术可以用于材料中有机物的萃取和分离，为材料
科学研究和应用提供新的手段。
三、微波萃取优点
1.快速高效：微波萃取技术利用微波能进行物质提取，使得目标成分在短时间
内被快速释放出来，提高了提取效率。
2.节能环保：微波萃取技术使用的溶剂比传统方法少，且溶剂可以循环使用，
降低了能源消耗和环境污染。
3.自动化程度高：微波萃取技术可以实现自动化操作，减少了人为因素的影
响，提高了实验结果的准确性和可靠性。
4.适用范围广：微波萃取技术可以适用于不同类型物质的提取，如天然药物、
食品、环境样品等。
四、发展趋势
随着科技的不断进步和应用需求的增加，微波萃取技术将会有更广泛的应用前景。
未来，微波萃取技术将会在以下几个方面得到进一步的发展：
1.设备研发：进一步研发高效、稳定、易操作的微波萃取设备，提高设备的可
靠性和适应性。
2.工艺优化：进一步优化微波萃取工艺参数，提高目标成分的提取效率和纯
度，降低溶剂的使用量。
3.应用拓展：进一步拓展微波萃取技术的应用领域，如生物医药、材料科学等
领域。
4.联合应用：将微波萃取技术与其它技术相结合，如色谱分离技术、膜分离技
术等，实现多级分离和富集，提高目标成分的纯度和分离效果。
总之，微波萃取作为一种新型的萃取技术，具有广泛的应用前景和发展潜力。
未来需要进一步加强研究和应用探索，不断提高其效率和可靠性，为各领域的发展提供有力的技术支持。