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1、第五章物理场强化溶剂萃取技术,微波强化萃取,超声强化萃取,超声强化超临界萃取,电场强化溶剂提取,磁场强化溶剂提取,微波强化萃取,概念,微波强化萃取的原理,微波强化萃取的影响因素及特点,微波萃取的应用和前景,一、概述,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，遇到非金属物质则能穿透或被吸收。微波的电磁场频率介于300MHz300GHz之间，常用的微波频率为2450MHz。,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。,二 微波萃取的作用机理,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,物料,吸收微波能,温度升高,萃取物压
2、力升高,超过物料承受压力,自由流出,溶解于介质,过滤分离得到萃取物,2 微波所产生的电磁波，可加速被萃取组分的 分子由固体内部向固液截面扩散的速率,3 微波作用于分子时，可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性，可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以24.5亿次/秒的速度做极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，迅速产生大量热能，促使萃取物扩散至溶剂中。,微波萃取需要考虑的条件,1 溶剂具有一定的极性、溶解能力和沸点萃取功率、时间萃取温度 使被萃取组分保持原有的化合物形态，提 高萃取效率,三 微波萃取的特点,1 传统溶剂提取和超临界流体萃取的特点,传统溶剂提取存在能耗大、耗材
3、多、耗时长、效率低、污染大等缺点。,超临界流体萃取的提取率较高，但难以萃取极性较强的物质，并且为了获得、超临界条件，所需装置比较复杂，设备投资较大，建立大规模提取生产线存在一定的工程难度。,2 微波具有的特点,（1）试剂用量少，节能，污染少,（2）加热均匀，热效率较高传统热萃取以热传导、热辐射等方式自外向内传递能量；微波萃取是一种内外同时加热过程，可以消除温度梯度，加热速度快，物料受热时间短，有利于热敏性物质的萃取。,3,4,5 微波萃取的处理批量较大，萃取效率 高、省时,6,7 微波萃取的结果不受物质含水量的影 响，回收率较高,缺点,1 微波萃取仅适用于热稳定性物质的提取，热敏性物质，微波加
4、热可使其变性或失活,2 要求目标化合物具有良好的吸水性；3 目标化合物因受热而分解，不希望的 组分会溶解于溶剂中，降低了微波萃 取的选择性,微波萃取工艺流程,影响微波萃取的因素,微波萃取的步骤,四 微波萃取的应用和前景,1、食品化学方面,2 医药方面,甲基苯丙胺,冰毒,微波辅助萃取技术以其在物质提取中的高效性正受到不同领域研究人员的重视。但它的研究还处在初级阶段，对其机理的研究还不彻底。对微波处理过程中诸如微波泄漏等问题还没有完全解决。相信在以后这些问题得到解决后，微波辅助萃取的发展将会得到长足的进步。,超声萃取技术,超声萃取技术是近年来发展起来的一种新型分离技术，与常规萃取技术相比，超声萃取
5、技术具有快速、价廉、安全、高效等特点。,超声波是物质介质中的一种弹性机械波，频率范围为21042109Hz。超声波在物质介质中形成介质粒子的机械振动，与媒质产生热作用、机械作用和空化作用。,1 热作用超声波在媒质内传播过程中，振动能量被吸收转为为热能从而使得媒质自身温度升高。,2 机械作用超声波可以使介质的质点交替压缩伸张，产生线形或非线形交变振动，引起相互作用的伯努利力、粘滞力等，增强介质质点运动，加速质量传递作用。,（3）空化作用在超声产生的压力波作用下，媒质分子的平均距离随着分子的振动而变化，当对液体施加足够的负压时，分子间距离超过保持液体作用的临界分子间距，形成空穴，将一直增长至负声压达到极大值，一些空化泡进入持续振荡，另外一些将完全崩溃。,应用,油脂浸提,蛋白质提取,多糖提取,其它有效物质的提取,作业,1 微波萃取的原理2 微波萃取的特点3 超声波与媒介形成哪些作用,
