微波萃取技术及其应用.pptx
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1、微波萃取技术及其应用微波萃取技术及其应用微微 波波微波是指微波是指频率频率为为300MHz-300GHz的的电磁波电磁波是无线电波中一个有限频带的简称,即是无线电波中一个有限频带的简称,即波长波长在在1米(不含米(不含1米)到米)到1毫米之间的电磁波毫米之间的电磁波是分米波、厘米波、毫米波的统称。是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波的性质微波的性质一、穿透性一、穿透性微波比其它用于辐射加热的电磁波,如微波比其它用于辐射加热的电磁波,如红外线红外线、远红外线远红外线等波长更长,因此具有更好的穿透性。等波长更长,因此具有更好的穿透性。微波微波透入透入介质时,由于介质损耗引起的介质温度的介质时,由于
2、介质损耗引起的介质温度的升高,使介质材料内部、外部几乎同时加热升温,升高,使介质材料内部、外部几乎同时加热升温,形成体热源状态,大大缩短了常规加热中的热传导形成体热源状态,大大缩短了常规加热中的热传导时间,且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相时间,且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时,物料内外加热均匀一致。关关系时,物料内外加热均匀一致。微波的性质微波的性质二、选择性加热二、选择性加热物质吸收微波的能力,主要由其物质吸收微波的能力,主要由其介质损耗因数介质损耗因数来决定。介质来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强,相反,介质损耗因数损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强,相
3、反,介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。小的物质吸收微波的能力也弱。物质不同,产生的热效果也不同。水分子属极性分子,介电常数物质不同,产生的热效果也不同。水分子属极性分子,介电常数较大,其介质损耗因数也很大,对微波具有强吸收能力。而较大,其介质损耗因数也很大,对微波具有强吸收能力。而蛋白蛋白质质、碳水化合物碳水化合物等的介电等的介电常数常数相对较小,其对微波的吸收能力比相对较小,其对微波的吸收能力比水小得多。水小得多。因此,对于食品来说,含水量的多少对微波加热效果影响很大。因此,对于食品来说,含水量的多少对微波加热效果影响很大。微波的性质微波的性质三、热惯性小三、热惯性小微波对介质材料是瞬
4、时加热升温,不存在微波对介质材料是瞬时加热升温,不存在“余热余热”现象,极有利于自动控制和连续化生产的需要。现象,极有利于自动控制和连续化生产的需要。微波萃取技术简介微波萃取技术简介微波萃取微波萃取(microwave-assistedextraction,MAE)是微波技术与萃取技术相结合产生的新技术,在)是微波技术与萃取技术相结合产生的新技术,在萃取过程中用微波来提高萃取效率。萃取过程中用微波来提高萃取效率。1986年,年,Ganzler等人用家用微波炉对土壤,等人用家用微波炉对土壤,种子中的有机物进行了萃取。种子中的有机物进行了萃取。9090年代初,专用微波制备系统的出现,促进年代初,专
5、用微波制备系统的出现,促进了微波萃取技术的快速发展和应用。了微波萃取技术的快速发展和应用。微波萃取原理微波萃取原理它的原理是在微波场中,吸收微波能力的它的原理是在微波场中,吸收微波能力的差异差异使使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被得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,从而使得被萃取物质从基体或体系中选择性加热,从而使得被萃取物质从基体或体系中分离,进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差分离,进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中。的萃取剂中。微波萃取原理微波萃取原理l利用微波能作为热源。不同物质的介电常数不同,吸收利用微波能作为热源。不同物质的介电常数不
6、同,吸收微波能的能力不同,在微波场中,这种差异使萃取体系中微波能的能力不同,在微波场中,这种差异使萃取体系中的某些组分被的某些组分被选择性选择性的加热,从体系中分离出来。的加热,从体系中分离出来。lPare等提出了等提出了微波破壁微波破壁的理论。的理论。吸收微波细胞内部温度,细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力细胞破裂有效成分自由流出。微波破壁理论微波破壁理论微波萃取与传统热萃取的区别微波萃取与传统热萃取的区别 传统的热萃取方式传统的热萃取方式热传导,热辐射方式热传导,热辐射方式由外向内由外向内进行。进行。热源热源容器容器样品样品微波萃取方式微波萃取方式分子极化,离子导电方式直接对样品加热。分子
7、极化,离子导电方式直接对样品加热。热源热源样品样品容器容器 微波萃取与其它萃取技术的比较微波萃取与其它萃取技术的比较 优点优点 溶剂用量少,快速,可同时测多个样品,设备简单等。溶剂用量少,快速,可同时测多个样品,设备简单等。缺点缺点 被萃取物质必须对微波有吸收;萃取容器需要冷却。被萃取物质必须对微波有吸收;萃取容器需要冷却。微波萃取特点微波萃取特点v升温速度快升温速度快v加热均匀加热均匀v选择性好选择性好v萃取效率高萃取效率高影响微波萃取的因素影响微波萃取的因素 萃取溶剂。萃取溶剂。温度和时间。温度和时间。样品中水分或湿度的影响。样品中水分或湿度的影响。溶液溶液pHpH值的影响。值的影响。基体
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