电磁场与微波技术教学资料微波萃取技术

微 波 萃 取 技 术10电 子 信 息 工 程 陈 柳 前 提 介 绍 微 波 频 率 在 3 0 0 兆 赫 至 3 0 0 千 兆 赫 的 电 磁 波 。 萃 取 利 用 化 合 物 在 两 种 互 不 相 溶 (或 微 溶 )的 溶 剂 中 溶 解 度 或 分 配 系 数 的 不同 ， 使 化 合 物 从 一 种 溶 剂 内 转 移 到 另 外 一 种 溶 剂 中 而 提 取 出 来 的 冶 金过 程 。 微 波 萃 取 利 用 电 磁 场 的 作 用 使 固 体 或 半 固 体 物 质 中 的 某 些 有 机 物 成 分 与 基 体 有 效 的 分 离 ， 并 能 保 持 分 析 对 象 的 原 本 化 合 物 状 态 的 一 种 分 离 方 法 。 萃 取 机 理 微 波 辐 射 过 程 是 高 频 电 磁 波 穿 透 萃 取 介 质 到 达 物 料 内 部的 微 管 束 和 腺 胞 系 统 的 过 程 。 由 于 吸 收 了 微 波 能 ， 细 胞 内 部 的 温 度 将 迅 速 上 升 ， 从 而使 细 胞 内 部 的 压 力 超 过 细 胞 壁 膨 胀 所 能 承 受 的 能 力 ， 结果 细 胞 破 裂 ， 其 内 的 有 效 成 分 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 。 萃 取 机 理 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 。 缩 短 萃 取 组 分 的 分 子 由 固 体 内 部 扩 散 至 固 液 界 面 的 时 间 ，结 果 使 萃 取 速 率 提 高 数 倍 ， 并 能 降 低 萃 取 温 度 ， 最 大 限度 地 保 证 萃 取 物 的 质 量 。 微 波 萃 取 的 主 要 影 响 参 数 1 3 5破 碎 度 浓 度 差 萃 取 时 间 和 溶 液 pH值 2溶 剂 4温 度 和 功 率 微 波 萃 取 的 主 要 影 响 参 数 微 波 萃 取 的 操 作 流 程 与 方 法微 波 萃 取 一 般 按 以 下 几 个 步 骤 进 行 ： (1 ) 挑 选 物 料 ， 然 后 进 行 预 处 理 ： 清 洗 、 切 片 或 混 合 ， 以 便 充 分 的 吸 收 微 波 能 ； (2 ) 将 物 料 和 合 适 的 萃 取 剂 混 合 ， 放 置 于 微 波 设 备 中 ， 接 受 微 波 辐 射 ； (3 ) 从 萃 取 相 中 分 离 滤 去 残 渣 ； (4 ) 获 得 目 标 产 物 。 微 波 萃 取 的 操 作 流 程 与 方 法1.常 压 方 法 2. 高压法3.连续流动法 常 压 法 一 般 是 指 在 敞 开 容 器 中 进 行微 波 萃 取 的 一 种 方 法 ， 其 设 备 主 要是 直 接 使 用 普 通 家 用 微 波 炉 或 用 微波 炉 改 装 成 的 微 波 萃 取 设 备 ， 通 过调 节 脉 冲 间 断 时 间 的 长 短 来 调 节 微波 输 出 能 量 ， 目 前 国 内 外 大 部 分 的研 究 都 采 用 这 种 设 备 。 高 压 法 是 使 用 密 闭 萃 取 罐 的 微 波 萃 取 法 ，其 优 点 是 萃 取 时 间 短 ， 试 剂 消 耗 少 。 高 压法 的 装 置 一 般 要 求 为 带 有 功 率 选 择 ， 有 控制 温 度 、 压 力 和 时 间 的 设 备 。 一 般 由 聚 四氟 乙 烯 材 料 制 成 专 用 密 闭 容 器 作 为 萃 取 罐 ,它 能 允 许 微 波 自 由 通 过 、 耐 高 温 高 压 且 不与 溶 剂 反 应 。 微 波 萃 取 的 操 作 流 程 与 方 法3 .连 续 流 动 法 连 续 流 动 法 是 指 萃 取 溶 剂 连 续 流 动 而 样 品 随 之 流 动 或 固 定 不 动 的 一 种 微 波 萃 取 体 系 。 萃 取 特 点试 剂 用 量 少 ， 节 能 ， 污 染 小 。-加 热 均 匀 ， 且 热 效 率 较 高 。 -过 程 易 于 控 制 。-简 化 了 工 艺 ， 减 少 了 投 资 。01 02 03 04 萃 取 特 点萃 取 效 率 高 ， 省 时 。-微 波 萃 取 的 选 择 性 较 好 。 -回 收 率 较 高 。“绿 色 提 取 工 艺 ”05 06 07 萃 取 应 用PART_01 PART_03PART_01 PART_02在 化 学 分 析 中 的 应 用在 石 油 化 工 中 ， 微 波 萃 取用 于 对 聚 合 物 及 其 添 加 物进 行 过 程 监 控 和 质 量 控 制在 天 然 中 的 应 用如 从 植 物 中 提 取 茜素 在 环 境 中 的 应 用如 对 土 壤 ， 沉 积 物和 水 中 各 种 污 染 物的 萃 取 谢谢观赏