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        以下講述微波萃取儀的基本原理

        發(fā)布日期:2023-11-30      瀏覽次數(shù):1389
          微波萃取是高頻電磁波穿透萃取媒質(zhì),到達(dá)被萃取物料的內(nèi)部,微波能迅速轉(zhuǎn)化為熱能使細(xì)胞內(nèi)部溫度快速上升,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁承受能力,細(xì)胞破裂,細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出,在較低的溫度下溶解于萃取媒質(zhì)再通過進(jìn)一步過濾和分離,便獲得萃取物料。在微波輻射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶劑界面擴(kuò)散,從而使萃取速率提高數(shù)倍,同時(shí)還降低了萃取溫度,大限度保證萃取的質(zhì)量。
         
          微波能量通過極性分子的偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種作用直接傳遞到物質(zhì)中,整個(gè)分子迅速轉(zhuǎn)向和定向排列,產(chǎn)生斷裂和相摩擦發(fā)熱。傳統(tǒng)加熱方式由于實(shí)際操作需要,容器壁大多由熱的不良導(dǎo)體制成,熱從器壁傳導(dǎo)到溶液內(nèi)部需要時(shí)間;相反,微波加熱是一種內(nèi)加熱過程,與普通的外加熱方式不同,熱量不是由外向內(nèi)傳遞,而是同時(shí)直接作用于內(nèi)外部介質(zhì)分子,整個(gè)材料同時(shí)加熱,保證了能量的快速傳遞和充分利用。
         
          微波萃取的機(jī)理分析:
         
          1、微波照射過程是高頻電磁波穿過提取介質(zhì)到達(dá)材料內(nèi)部的微管和腺泡系統(tǒng)的過程。
         
          通過吸收微波能量,細(xì)胞內(nèi)部的溫度迅速上升,細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過細(xì)胞壁耐受膨脹的能力,從而導(dǎo)致細(xì)胞破裂,其中的有效成分自由流出,在較低的溫度下溶解于提取介質(zhì)。通過進(jìn)一步的過濾和分離,可以得到所需的提取物。
         
          2、由于微波頻率與分子旋轉(zhuǎn)的頻率相關(guān),微波能量是離子轉(zhuǎn)移和偶極旋轉(zhuǎn)引起分子運(yùn)動(dòng)的非電離輻射能;它作用于分子時(shí),在分子具有一定極性的情況下,可以促進(jìn)分子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);即在微波場(chǎng)的作用下發(fā)生瞬時(shí)極化,可以以24.5億次/s的速度進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。這樣就產(chǎn)生了鍵的振動(dòng)、撕裂、粒子之間的摩擦和碰撞,迅速生成大量的熱能;促進(jìn)細(xì)胞破裂,使細(xì)胞液溢出,擴(kuò)散到溶劑中。
         
          3、微波產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)加速被提取成分的分子從固體內(nèi)部擴(kuò)散到固液界面的速度。
         
          以水為溶劑,水分子在微波場(chǎng)的作用下從高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),這是高能不穩(wěn)定的狀態(tài)。此時(shí)水分子氣化加強(qiáng)萃取成分的驅(qū)動(dòng)力,釋放出自身多余的能量返回基態(tài),釋放出的能量傳遞給其他物質(zhì)的分子;通過加速其熱運(yùn)動(dòng),縮短萃取成分的分子從固體內(nèi)部擴(kuò)散到固液界面的時(shí)間;結(jié)果提取速度提高數(shù)倍,可以降低提取溫度,大限度地確保提取物的質(zhì)量。
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