微波辅助萃取全部全解
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4.温度差: 是被提取组分扩散与传质的前提，没有浓度差或 浓度差很小，提取过程就不能进行
5.温度: 由于存在微波下的分子运动，因而温度不需要与传 统提取工艺过程中的一样高；也可能导致体系温度过度上 升，为减小温度的影响，可将微波提取过程分次进行 微波萃取在不同温度下的提取效果是不同的，当其他条件 一样时，热态比冷态的提取效果要好
微波辅助萃取 （Microwave Aided Extraction，MAE)
• 微波辅助萃取又称微波萃取(MAE)，是微波和传统的溶剂 萃取法相结合后形成的一种新的萃取方法，因其具有快速 、高效、省溶剂、环境友好等优点，微波萃取是在有机分 析中得到了广泛的应用。
微波萃取机理
• 微波萃取技术是将微波技术和萃取技术相结合，利用极性 分子可以迅速吸收微波能量来加热一些具有极性的溶剂， 达到萃取样品中目标化合物、分离杂质的目的。微波加热 不同于一般的常规加热方式，常规加热是由外部热源通过 热辐射由表及里的传导方式加热。微波加热是材料在电磁 场中由介质吸收引起的内部整体加热。微波加热意味着将 微波电磁能转变成热能，其能量是通过空间或介质以电磁 波的形式来传递的，对物质的加热过程与物质内部分子的 极化有着密切的关系。
中
中
的
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应
应
中 的 应
用
用
用
食品分析
食 旧方法 用 色 素 的 提 取
新方法
天然食用色素制备方法大致可分为溶剂提取法、组织 培养法、粉碎法，压榨法、酶反应法、微生物，发酵 法和人工化学合成天然色素法等。其中最常用的方法 是溶剂提取法即浸取法, 但传统的浸取方法存在着浸 取时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、热敏性 组分易破坏等缺点
1. 微波革取用于天然产物提取的应用前景 2. 进一步缩短样品处理的时间 3. 进一步探讨萃取机理 4. 开发微波萃取新技术和其他技术联用 5. 开发微波萃取在线检测新技术 6. 将微波萃取的实验室研究扩大为工业化研究
微波辅助萃取
[4]]张嘉颖 ,农绍庄 , 侯英雪,等 .微波辅助萃取花生油的工 艺研究[J].技术 ·油脂工程，2009,7
[5]李安平 ,谢碧霞.桔黄色素微波萃取的研究 [J].中国食品添 加剂 ,2004,1
[6]杨晓萍 ,倪德江.微波萃取茶叶有效成分的研究[J].华 中 农 业 大 学 学 报,2003,22(5)
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究
从表 1可以看出，与传统的萃取方法相比，微 波萃取明显节约了提取时间及溶剂消耗量 ，该 技术高效 、低耗 、无污染 ，是“绿色”的萃 取技术 ，而在充分优化的试验条件下，萃取率 较高、稳定，克服了传统萃取技术的弊端 。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优 化研究
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份 20g
，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后真空 抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算得率 。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
4.溶剂PH
➢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。
5.浓度差
➢ 浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。
6.温度
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间 的电磁波, 它介于红外线和无线 电波之间。
[5]李安平 ,谢碧霞.桔黄色素微波萃取的研究 [J].中国食品添 加剂 ,2004,1
[6]杨晓萍 ,倪德江.微波萃取茶叶有效成分的研究[J].华 中 农 业 大 学 学 报,2003,22(5)
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究
从表 1可以看出，与传统的萃取方法相比，微 波萃取明显节约了提取时间及溶剂消耗量 ，该 技术高效 、低耗 、无污染 ，是“绿色”的萃 取技术 ，而在充分优化的试验条件下，萃取率 较高、稳定，克服了传统萃取技术的弊端 。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优 化研究
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份 20g
，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后真空 抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算得率 。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
4.溶剂PH
➢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。
5.浓度差
➢ 浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。
6.温度
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz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y4
微波提取在应用中应注意的几个 问题
① 微波对不同的植物细胞或组织有不同的作用， 对细胞内产物的释放也有一定的选择性。因此 应根据产物的特性及其在细胞内所处的位置的 不同，选择不同的处理方式。 ②微波提取仅适用于对热稳定的产物，如生物 碱、黄酮、苷类等，而对于热敏感的物质如蛋 白质、多肽等，微波加热能导致这些成分的变 性、甚至失活。 ．
微波提取在应用中应注意的几 个问题
③ 由微波加热原理可知，微波提取要求被处 理的物料具有良好的吸水性，否则细胞难以吸 收足够的微波能将自身击破，使其内容物难以 释放出来。 ④ 微波提取对有效成分含量提高的报道较多， 但对有效成分的药理作用和药物疗效有无影响， 尚需作进一步研究。 ⑤ 微波萃取技术在中药中的应用，大多在实 验室中进行，工业化生产还不太普及，但微波 萃取技术的工程放大问题已受到重视，这将推 动微波萃取技术在工业化的应用。
MAE的特点及影响因素
5. 高效 与其他萃取方法相比，微波萃取能减少萃 取试剂的消耗，易于后处理。例如微波萃 取用于样品分析时，一般萃取试剂用量约 为30~40ml。微波萃取可以多种样品在相 同条件下同时萃取，目前一次最多可同时 萃取12 个样。
MAE的特点及影响因素
此外 .微波萃取可实行时间、温度、压力控制， 可保证在萃取过程中有机物不发生分解。 微波萃取没有热惯性，易控制，所有参数均可数 据化。 生产线组成简单，节省投资。 品质高，可有效地保护食品、药品以及其他化工 物料中的功能成分； 废物少，符合环境保护要求。 产量大
MAE的萃取机理
微波产生的场加速萃取溶剂界面的扩散速率， 使溶剂和被萃取物质充分的接触 。 极性溶剂能更好的吸收微波，提高溶剂的活性，所 以在微波辅助萃取中一般选用极性溶剂更有利。
微波辅助萃取技术原理
• 常规加热：由外部热源通过热辐射由表及里的传 导方式加热。
• 微波加热：材料在电磁场中由介质吸收引起的内 部整体加热。
微波萃取的机理
3 能量转换
• 微波加热意味着将微波电磁能转变成热能，其能
量是通过空间或介质以电磁波的形式来传递的， 对物质的加热过程与物质内部分子的极化有着密 切的关系。
微波萃取的机理
微波萃取的机理
根据对微波的吸收程度，可将物质材料分成导体、 绝缘体和介质。 • 导体主要为金属，如铁、铝等，微波不能进入导 体，只能在其表面反射； • 绝缘体是指可透过微波而对微波吸收很少的材料， 如玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等； • 介质可吸收微波，吸收程度可用tg§表示
微波萃取的分析
• 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。
• 由于微波的频率与分子转动的频率相关连，因此 微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分 子运动的非离子化辐射能，当它作用于分子时， 可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性， 即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以 24．5亿次／s的速度作极性变换运动，从而产生 键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，并迅速 生成大量的热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出 并扩散至溶剂中。在微波萃取中，吸收微波能力 的差异可使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，从而使被萃取物质从基 体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微 波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。
• 微波萃取是利用微波能来提高萃取速 率的一种最新发展起来的技术。
• 微波加热：材料在电磁场中由介质吸收引起的内 部整体加热。
微波萃取的机理
3 能量转换
• 微波加热意味着将微波电磁能转变成热能，其能
量是通过空间或介质以电磁波的形式来传递的， 对物质的加热过程与物质内部分子的极化有着密 切的关系。
微波萃取的机理
微波萃取的机理
根据对微波的吸收程度，可将物质材料分成导体、 绝缘体和介质。 • 导体主要为金属，如铁、铝等，微波不能进入导 体，只能在其表面反射； • 绝缘体是指可透过微波而对微波吸收很少的材料， 如玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等； • 介质可吸收微波，吸收程度可用tg§表示
微波萃取的分析
• 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。
• 由于微波的频率与分子转动的频率相关连，因此 微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分 子运动的非离子化辐射能，当它作用于分子时， 可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性， 即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以 24．5亿次／s的速度作极性变换运动，从而产生 键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，并迅速 生成大量的热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出 并扩散至溶剂中。在微波萃取中，吸收微波能力 的差异可使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，从而使被萃取物质从基 体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微 波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。
• 微波萃取是利用微波能来提高萃取速 率的一种最新发展起来的技术。
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。
(完整版)微波及超声波辅助萃取技术
明德厚学 求是创新
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微波及超声波 辅助萃取技术
目录 Directory
1 微波辅助萃取技术 2 超声波辅助萃取技术 3 微波和超声波协同萃取技术 4 应用简介
明德厚学 求是创新
5 of 11
微波及超声波 辅助萃取技术
超声波 辅助萃 取技术
明德厚学 求是创新
基本概念 原理
影响因素 特点 设备
浸泡时间：浸泡时间对提取效率的影响实际上是 药机提超材械取声湿效波润超应率提程声：高取度波超：设对是声采备提指波用主取频在超要效率介声由率为质波提的2中技取0影的术槽千响传来、赫。播强超～但可化声50若以提波浸使取发泡介过生时质程器间， 兆过质提和赫长点取电左，在时源右药其间等的材传仅部声组播为分波织空常组，内间规成它的内溶。是糖产剂提一类生提取种、振取槽机粘动法是械液，的盛波质从几放，等而分提会强之取扩化一物散介，系出质因的来， 需并的而容要附扩提器能着散取，量于、效一载药传率般体材播较由表—，高不面介这。锈而质就钢阻—是制碍来超成溶进声，剂行波其的传的内进播机安入。械装，效有从应加而。热影及响 提空能控出化耗温效效低装率超应：置。声：施，针波通加底对萃常小部不取情功粘同(况率接U的下的超ltra药，超声so材介声波u，质波换nd可内即能通部可器过或破。实多碎超验或提声来少取波确地大换定 e适溶量能x宜解的器tra的了物是cti浸一料超on泡些，声，时微且波U间气提E。)泡取，，过设亦这程备称些可的为气在关超泡室键声在温部波超下件辅声进，波行其的，作作无用用需是 助温下大将萃度产功电取：生率能、超振电转超声动源换声波，。成波提当机提取声械取一压能，般达。是不到目利需一前用要定，超加值声热时波，，但气提其泡取本由设身于备存 辐在定提使射较向取用压强扩物的强的散的换产热而质能生效增量器的应大高主强，，：要烈且形由有空介成于磁化质共提力效的振取换应温腔过能、度，程器扰对然的和动空后温压化突度电作然较换用闭低能的合，器强， 效度这因两应也就而种、有是可类高一超最型加定声大。速的波限磁度影的力、响空地换击，化保能碎因效持器和此应物是搅提。料用拌取中会作过原在用程有变等中的化对各的温种磁度有场进效中行 多适热成发级当效分生效控应，变应制：尤形，也和其的增是其是材大非它热料物常敏，质必理性如分要波有镍子的一效或运。样成镍动，分合频超的金率声性材和波质料在。制介同成质时；中由而 速声的于压度波传提电，频播取换增率过时能加：程间器溶超也较则剂声是短由穿波一，可透频个因产力率能而生，是量可压从影的降电而响传低效加有播提应速效和取的目成扩物材分散中料提过的，取程杂如率，质锆的 标主即含钛成要超量酸分因声，铅进素波提或入之在高其溶一介提他剂。质取陶，研的物瓷促究传的材进表播质料提明过量制取，程。成的对中。进于，若行大其将。多声压数能电药不材材断料而被置言, 当介提于其质取电他的物压条质的变件点提化一吸取的定收率电时，高场,介：中目质超则标将声会成所波产分吸所生的收引变提的起形取能的，率量空这随全化就超部效是声或应压波 频大可电率部使效的分植应增转物。加变细无而成胞论下热壁使降能及用。，整何从个种而生换导物能致体器介破，质裂其本，基身使本和药因药材素材中常 声组的是处织有空理温效化时度成效间的分应：升得的超高以强声，充度提增分。取大释通了出常药，比物从常有而规效可提成提取分高的的目时溶标间解提要 短速取浴。度物槽一。的式般此提—情外取—况，率应下超。用，声广超波，声还但处可是理以超时产声间生波在许不2多能0次均~4级匀5m效分in应布以， 内如适并即乳用且可化范随获、围时得扩广间较散：变好、超化的击声超提碎提声取、取波效化中能果学药量。效材衰应不减等受。，成这分些、作极用性 占也和探空促分针比进子式：了量—超植的—声物限超波体制声的中，波占有适探空效用针比成于可是分绝将超的大能声溶多量波解数集的，种中工促类在作使中样时药品间物材的与 间有和某隙效有一时成效范间分成围(进分，脱入的因气介提而时质取在间，液)之并如体比于生中。介物能根质碱提据充、供操分黄有作混酮效方合类的式，化空的加合穴不快物作同、， 超了醌用声提类波取化提过合取程物器的、可进萜分行类为，化连并合续提物式高、和了鞣间药质歇物、式有脂两效质种成及类分挥型的发。 提油取等率的。提取。
微波辅助提取
微波辅助 现防爆；可常压或加压操作。 5.提高效率，降低成本。物料经微波 提取器的时间仅10~30秒/次，批时间 缩短20~50Min，极大提高了系统处理 能力，降低运行成本。 6.易于扩展。并列管式结构；系统可 模块式扩展。 7.便于清洁 。
微波辅助萃取法
固相萃取—微波萃取联用技术
用微波萃取代替固液萃 取中的溶剂洗脱。
其他技术联用
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。
实验室用微波炉改装
在常压下提取，只能实 现温度控制。不足之处， 一次处理的样品不能太多。
中小型开罐式微波提取器
•
优点：
模仿微波炉结构，加热腔 内配一塑料容器。 将物料和溶媒混合后，边 搅拌边用微波处理。
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。目前国内外有关连续流 动法的报道很少，国外学者这方面的 研究较多。
今后的主要研究方向
今后的主要研究方向
今后的主要研究方向
• 三、开发微波萃取新技术或其他技术联用
有文献报道用微波萃取代替固液萃取中的溶剂洗脱的研究， 提出固相萃取—微波萃取联用技术。该研究有助于综合利用 各种技术的优点,提高处理效果,扩大样品适用范围。
研究所研制的 WK2000 微波快速反应系统和
MK Ⅲ型光纤自动控压微波制样系统属于该
类产品的仿制国产产品。
微波辅助萃取装置
2. 高压法 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，这种方
法是目前报道最多的一种方法。
微波辅助萃取装置
用于微波协助萃取的设备有两类 : 一类是微波 萃取罐;另一类为连续微波萃取器。两者的主要区 别是:一个是分批处理物料，类似于多功能提取罐; 另一个是以连续方式工作的萃取设备,具体参数一 般由生产厂家根据使用厂家要求设定。使用的微 波频率一般为2450MHz或915MHz。
微波辅助提取法
微波辅助提取法微波萃取又称微波辅助提取( Microwave -assisted Extraction，MA E)，是指使用适当的溶剂在微波反应器中从植物、矿物、动物组织等中提取各种化学成分的技术和方法。
微波是指频率在300 MHz至300 GHz 的电磁波，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。
原理微波萃取的机理可从以下3个方面来分析 [1] [2] [3] ：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。
2）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。
例如，以水作溶剂时，在微波场的作用下，水分子由高速转动状态转变为激发态，这是一种高能量的不稳定状态。
此时水分子或者汽化以加强萃取组分的驱动力，或者释放出自身多余的能量回到基态，所释放出的能量将传递给其他物质的分子，以加速其热运动，从而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。
3）由于微波的频率与分子转动的频率相关连，因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能，当它作用于分子时，可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性，即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以24.5亿次/s的速度作极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出并扩散至溶剂中。
在微波萃取中，吸收微波能力的差异可使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，从而使被萃取物质从基体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。
微波辅助萃取
08化本班第二组成员
• 覃杰 黄继靖 罗婧 申文英 李婉舒
3.微波辅助萃取实际应用举例
A 在天然食用色素提取上的应用
B
在茶叶加工领域的应用 在
C
在天然产物提取方面的应用
D
在中药有效成分提取方面的应用
A.在天然食用色素提取上的应用
①在萃取柚皮色素时，利用微波浸取可以使 固—液浸取过程得到明显强化，浸取效率要比传 统方法高得多。采用微波强化浸取柚皮—水体系 时，仅需4min便可以使整个浸取过程达到平衡； 而传统方法则需要120min左右才能达到浸取柚皮 素的最大量，几乎为微波浸取时间的倍，并且利 用微波柚皮中的天然色素比传统热浸取法所消耗 的能量要少得多，这在能源日益紧张的今天是非 常具有实际意义的。（文献4）
B.在茶叶加工领域的应用
• 用微波萃取法对茶多酚、咖啡碱气和 茶多糖的复合提取进行研究。最佳浸取条 件为：提取时间3min，料液比为1:20，再 用50℃水浴浸取10min。茶多酚浸出率高 达90.73%，高于乙醇水溶液浸提。（文献6）
C.在天然产物提取方面的应用
•
对微波辅助提取西番莲籽，与传统的 索氏提取法相比，具有提取时间短、溶剂 用量少、溶剂回收率高、产品提取率高、 所得产品色泽清亮、气味清新等优点。将 传统提取工艺与微波结合，可以降低生产 成本、提高生产率，具有广泛的应用价值。 （文献7）
萃取步骤之溶剂的选择
• 对于其它的固体或半固体试样,一般选 用极性溶剂。 这主要是因为极性溶剂能更
好的吸收微波能,从而提高溶剂的活性, 有利于使固体或半固体试样中的某些有 机物成分或有机污染物与基体物质有效 地分离。
微波萃取与传统热萃取萃取步骤的区别
• 传统热萃取是以热传导、热辐射等方式由 外向里进行, 而微波萃取是通过偶极子旋转和离 子传导两种方式里外同时加热, 极性分子接受微 波辐射的能量后, 通过分子偶极的每秒数十亿次 的高速旋转产生热效应, 这种加热方式称为内加 热(相对地, 把普通热传导和热对流的加热过程称 为外加热)。与外加热方式相比, 内加热具有加热 速度快、受热体系温度均匀等特点。通过比较 发现在索氏萃取、超声萃取、超临界萃取(SFE) 和微波帮助萃取法(MAE)中以MAE回收率及效 率均较高。（文献3，4）
微波消解和微波辅助萃取技术
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
在微波萃取中，吸收微波能力的差异 可使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，从而使被萃 取物质从基体或体系中分离，进入到具 有较小介电常数、微波吸收能力相对较 差的萃取溶剂中。
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
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。 基于以上特点，微波萃取常被誉为“ 绿色提取工艺”。
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
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第一节 微波消解和微波辅助萃取的定义 及作用原理
当被提取物和溶剂共处于快速振动的微 波电磁场中时，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，这就是微波可在短时间内达 到提取目的的原因。
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第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
一般来说,微波萃取首先要求溶剂必须具有 一定的极性,以利于吸收微波能,进行内部加热 ，其次所选溶剂对被萃取组分必须具有较强的 溶解能力,溶剂的沸点及对后续测定的干扰也必 须考虑。而控制萃取功率和萃取时间则是为了 在选定萃取溶剂的前提下，选择最佳萃取温度 。适宜的萃取温度既能使被萃取组分保持原有 的化合物形态，又能获得最大的萃取效率。
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微波的能力主要取决于其介电常 数、比热和形状等。极性较大的溶剂或目标组 分，吸收微波的能力较强，在微波照射下能迅 速升温，沸点低的溶剂甚至出现过热现象,极性 较低者吸收微波的能力较差,而非极性的氯仿等 则几乎不吸收微波。因此,利用不同物质在介电 性质上的差异也可达到选择性萃取的目的。
微波及超声波辅助萃取技术
特点
1、微波作用具有很强 的穿透力，可均匀加热；
2、具有较好的选择性； 3、溶剂用量少； 4、热效率高，提取时 间短；
5、无污染，可大规模 应用。
微波辅助萃取有什么特点和影响因素呢？？？
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微波及超声波 辅助萃取技术
微波辅助萃取技术---实验装置
1.微波炉 2.瓶架 3.蒸馏瓶 4.搅拌器 5. 铜管 6. 冷凝管 7.开关 8.控制面 板
超声波 萃取
1.在天然植物和药物活性成分提取中的应用 2．在环境样品有机污染物提取中的应用 3．在食品分析及化工产品分析中的应用
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知识回顾 Knowledge Review
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微波及超声波 辅助萃取技术
目录 Directory
1 微波辅助萃取技术 2 超声波辅助萃取技术 3 微波和超声波协同萃取技术 4 应用简介
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微波及超声波 辅助萃取技术
超声波 辅助萃 取技术
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基本概念 原理
影响因素 特点 设备
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浸泡时间：浸泡时间对提取效率的影响实际上是 药机提超材械取声湿效波润超应率提程声：高取度波超：设对是声采备提指波用主取频在超要效率介声由率为质波提的2中技取0影的术槽千响传来、赫。播强超～但可化声50若以提波浸使取发泡介过生时质程器间， 兆过质提和赫长点取电左，在时源右药其间等的材传仅部声组播为分波织空常组，内间规成它的内溶。是糖产剂提一类生提取种、振取槽机粘动法是械液，的盛波质从几放，等而分提会强之取扩化一物散介，系出质因的来， 需并的而容要附扩提器能着散取，量于、效一载药传率般体材播较由表—，高不面介这。锈而质就钢阻—是制碍来超成溶进声，剂行波其的传的内进播机安入。械装，效有从应加而。热影及响 提空能控出化耗温效效低装率超应：置。声：施，针波通加底对萃常小部不取情功粘同(况率接U的下的超ltra药，超声so材介声波u，质波换nd可内即能通部可器过或破。实多碎超验或提声来少取波确地大换定 e适溶量能x宜解的器tra的了物是cti浸一料超on泡些，声，时微且波U间气提E。)泡取，，过设亦这程备称些可的为气在关超泡室键声在温部波超下件辅声进，波行其的，作作无用用需是 助温下大将萃度产功电取：生率能、超振电转超声动源换声波，。成波提当机提取声械取一压能，般达。是不到目利需一前用要定，超加值声热时波，，但气提其泡取本由设身于备存 辐在定提使射较向取用压强扩物的强的散的换产热而质能生效增量器的应大高主强，，：要烈且形由有空介成于磁化质共提力效的振取换应温腔过能、度，程器扰对然的和动空后温压化突度电作然较换用闭低能的合，器强， 效度这因两应也就而种、有是可类高一超最型加定声大。速的波限磁度影的力、响空地换击，化保能碎因效持器和此应物是搅提。料用拌取中会作过原在用程有变等中的化对各的温种磁度有场进效中行 多适热成发级当效分生效控应，变应制：尤形，也和其的增是其是材大非它热料物常敏，质必理性如分要波有镍子的一效或运。样成镍动，分合频超的金率声性材和波质料在。制介同成质时；中由而 速声的于压度波传提电，频播取换增率过时能加：程间器溶超也较则剂声是短由穿波一，可透频个因产力率能而生，是量可压从影的降电而响传低效加有播提应速效和取的目成扩物材分散中料提过的，取程杂如率，质锆的 标主即含钛成要超量酸分因声，铅进素波提或入之在高其溶一介提他剂。质取陶，研的物瓷促究传的材进表播质料提明过量制取，程。成的对中。进于，若行大其将。多声压数能电药不材材断料而被置言, 当介提于其质取电他的物压条质的变件点提化一吸取的定收率电时，高场,介：中目质超则标将声会成所波产分吸所生的收引变提的起形取能的，率量空这随全化就超部效是声或应压波 频大可电率部使效的分植应增转物。加变细无而成胞论下热壁使降能及用。，整何从个种而生换导物能致体器介破，质裂其本，基身使本和药因药材素材中常 声组的是处织有空理温效化时度成效间的分应：升得的超高以强声，充度提增分。取大释通了出常药，比物从常有而规效可提成提取分高的的目时溶标间解提要 短速取浴。度物槽一。的式般此提—情外取—况，率应下超。用，声广超波，声还但处可是理以超时产声间生波在许不2多能0次均~4级匀5m效分in应布以， 内如适并即乳用且可化范随获、围时得扩广间较散：变好、超化的击声超提碎提声取、取波效化中能果学药量。效材衰应不减等受。，成这分些、作极用性 占也和探空促分针比进子式：了量—超植的—声物限超波体制声的中，波占有适探空效用针比成于可是分绝将超的大能声溶多量波解数集的，种中工促类在作使中样时药品间物材的与 间有和某隙效有一时成效范间分成围(进分，脱入的因气介提而时质取在间，液)之并如体比于生中。介物能根质碱提据充、供操分黄有作混酮效方合类的式，化空的加合穴不快物作同、， 超了醌用声提类波取化提过合取程物器的、可进萜分行类为，化连并合续提物式高、和了鞣间药质歇物、式有脂两效质种成及类分挥型的发。 提油取等率的。提取。
微波辅助萃取实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解微波辅助萃取（MAE）的基本原理和方法。
2. 掌握微波辅助萃取在植物有效成分提取中的应用。
3. 通过实验验证微波辅助萃取与传统萃取方法的效率差异。
二、实验原理微波辅助萃取是一种利用微波能加热来提高萃取效率的技术。
与传统萃取方法相比，微波辅助萃取具有加热速度快、萃取效率高、溶剂用量少、操作简便等优点。
微波能通过电磁场作用于样品，使样品中的极性分子产生振动和旋转，从而产生热量，使样品内部温度迅速升高，加速了有效成分的提取。
三、实验材料与仪器材料：- 植物样品（如：茶叶、人参等）- 溶剂（如：甲醇、乙醇等）- 微波反应器- 分析天平- 精密移液器- 水浴锅仪器：- 高效液相色谱仪- 紫外可见分光光度计- 真空干燥箱四、实验步骤1. 样品制备：将植物样品研磨成粉末，过筛，备用。
2. 溶剂选择：根据样品的性质选择合适的溶剂。
3. 微波辅助萃取：将样品与溶剂放入微波反应器中，设定微波功率和时间，进行微波辅助萃取。
4. 萃取液处理：将萃取液进行过滤、浓缩、定容等操作。
5. 样品分析：利用高效液相色谱仪或紫外可见分光光度计对提取的有效成分进行定量分析。
6. 结果比较：将微波辅助萃取与传统萃取方法的结果进行比较。
五、实验结果与分析1. 微波辅助萃取结果：通过高效液相色谱仪或紫外可见分光光度计检测，微波辅助萃取提取的有效成分含量较高，且提取时间较短。
2. 传统萃取结果：与微波辅助萃取相比，传统萃取提取的有效成分含量较低，且提取时间较长。
3. 结果分析：微波辅助萃取具有加热速度快、萃取效率高、溶剂用量少、操作简便等优点，是一种高效、环保的萃取方法。
六、实验结论1. 微波辅助萃取是一种高效、环保的萃取方法，具有加热速度快、萃取效率高、溶剂用量少、操作简便等优点。
2. 微波辅助萃取在植物有效成分提取中具有广泛的应用前景。
七、实验讨论1. 微波辅助萃取的加热速度与传统萃取方法相比有显著差异，这可能是因为微波能直接作用于样品，使样品内部温度迅速升高。
微波辅助提取法原理
微波辅助提取法原理
微波辅助提取法是一种以微波能量作为辅助萃取介质的新兴技术，它能够在短时间内实现对有机、无机和生物样品的表面活性物质提取，并实现快速、特异的提取。
微波辅助提取法利用微波能量对提取介质进行加热，使其达到气液界面的溶解，降低溶剂提取的门槛，提高样品提取的效率。
微波辅助提取法原理是：微波能量作用于萃取介质，使之展开溶解和蒸发，从而将溶质从样品中提取出来；在提取过程中，微波能量也可能对样品的物质结构产生影响，从而改变样品的形态和物质结构，达到提取物质的目的。
二、微波辅助提取法优点
（1）快速：微波辅助提取法可以在几分钟内完成提取，与传统
的提取方法相比，快了很多。
（2）节能：微波辅助提取法可以有效地利用微波能量，节约能源，减少环境污染。
（3）特异：微波辅助提取法可以有效地提取有机、无机和生物
分子，且具有很强的特异性和灵敏度，可以更好地提取和分析样品中的活性物质。
（4）可操作性：微波辅助提取法具有良好的可操作性，可以根
据实际需要，调节微波功率，方便快捷地进行参数调整。
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食 用 色 素 的 提 取
旧方法
新方法
药物分析
微波萃取发展前景
1. 微波革取用于天然产物提取的应用前景 2. 进一步缩短样品处理的时间
3. 进一步探讨萃取机理
4. 开发微波萃取新技术和其他技术联用 5. 开发微波萃取在线检测新技术 6. 将微波萃取的实验室研究扩大为工业化研究
微波辅助萃取
制作人：谢模鹏，李进，苏文仓，杨威 ，曹靖然，沈三三，叶豆，崔鹏，孙珊
微波辅助萃取 （Microwave Aided Extraction，MAE)
• 微波辅助萃取又称微波萃取(MAE)，是微波和传统的溶剂 萃取法相结合后形成的一种新的萃取方法，因其具有快速 、高效、省溶剂、环境友好等优点，微波萃取是在有机分 析中得到了广泛的应用。
微波萃取步骤
• 将极性溶剂（如甲醇，乙醇，丙酮，水等）或极性溶剂和 非极性溶剂混合物（注：纯非极性溶剂不吸收微波能量， 使用时可在非极性的溶剂中加入一定浓度的极性溶剂，不 能使用纯的非极性溶剂）与被萃样品混合装入微波制样容 器中，在密闭状态下，用微波制样系统加热，加热后样品 过滤得到的滤液可进行分析测定，或作进一步处理。在微 波萃取中要求控制溶剂温度保持在沸点以下和待测物分解 温度以下。
4.温度差: 是被提取组分扩散与传质的前提，没有浓度差或 浓度差很小，提取过程就不能进行 5.温度: 由于存在微波下的分子运动，因而温度不需要与传 统提取工艺过程中的一样高；也可能导致体系温度过度上 升，为减小温度的影响，可将微波提取过程分次进行 微波萃取在不同温度下的提取效果是不同的，当其他条件 一样时，热态比冷态的提取效果要好 6.搅拌:提高溶质组分由固体表面向溶剂主体扩散的速率， 且微波可加快溶质组分在固体内部的迁移速度，从而提高 固体内部的传质速度，因而提取速度更快，提取效率更高
3.溶剂: (1). 与传统提取法相比，在微波萃取中，一次提取 所需的溶剂用量可减少30%-60%，溶剂用量大反而不利 于提取, (2). 微波萃取所选用的溶剂必须对微波透明或 半透 明，介电常数在8-28的范围内，同时，物料的含水量对 微波能的吸收影响很大 提取物料中若含有不稳定或挥发性成分，则宜选用对微波 高度透明的溶剂（如正己烷）作为提取介质； 对于水溶性成分或极性较大的成分，可用含水溶剂进行提 取
• 微波使用发生源有足够的功率和稳定的工作状态 • 结构合理，能够根据不同的目的任意调整，拆卸运输方 便。 • 一般要求有温控附件 • 能连续工作，操作简单 • 使用安全，微波泄漏符合要求。
微波萃取系统
• 微波萃取器 • 连续微波萃取线
封闭容器系统
• 用于消化、酸矿化和猛烈的萃取
敞开容器系统
• • • • 带冷凝器 常压操作 安全 样品量大
• 根据参加极化的微观粒子种类，介电分子极化大约可分成 4种介电极化：① 电子极化，即原子核周围电子的重新排 布；② 原子极化，即分子内原子的重新排布；③转向极 化(取向极化)，即分子永久偶极的重新取向；④界面极化 ， 即自由电荷的重新排布。在这四种极化中，与微波电 磁场的弛豫时间(10-9-10。 s)相比，前两种极化要快的 多，其弛豫时间在(10-15_10 和lO-n~10。 之间)，所 以不会产生介电加热。后两种极化的弛豫时间刚好与微波 的频率吻合，故可以产生介电加热，即可通过微观粒子的 这种极化过程，将微波能转变为热能。不同物质的介电常 数不同，其吸收微波能的程度不同，由此产生的热能及传 递给周环境的热能也不同。在微波场中，吸收微波能力的 差异使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分离， 进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中
微波萃取机理
• 微波萃取技术是将微波技术和萃取技术相结合，利用极性 分子可以迅速吸收微波能量来加热一些具有极性的溶剂， 达到萃取样品中目标化合物、分离杂质的目的。微波加热 不同于一般的常规加热方式，常规加热是由外部热源通过 热辐射由表及里的传导方式加热。微波加热是材料在电磁 场中由介质吸收引起的内部整体加热。微波加热意味着将 微波电磁能转变成热能，其能量是通过空间或介质以电磁 波的形式来传递的，对物质的加热过程与物质内部分子的 极化有着密切的关系。
在线微波萃取系统
• 通常+HPLC或GC-MS监测系统
微波辅助萃取的主要影响因素
1.破碎度 2.分子极性 3.溶剂 4.浓度差 5.温度 6.搅拌
1.破碎度: 增大接触面积，有利于萃取过程的进行 传统方法，增大后道过滤工艺的难度，同时接近100度， 使提取液变得粘糊。而微波萃取时，根据物料的特性将其 破碎成2-10mm的颗粒 2.分子极性: 在微波场中，极性分子受微波的作用较强
微波辅助萃取
环境பைடு நூலகம்析
食品分析
药物分析
环境分析
有 机 农 药 分 析 中 的 应 用
持 久 性 有 机 污 染 物 分 析 中 的 应 用
在 有 机 金 属 化 合 物 分 析 中 的 应 用
在 其 它 有 机 污 染 物 分 析 中 的 应 用
食品分析
天然食用色素制备方法大致可分为溶剂提取法、组织 培养法、粉碎法，压榨法、酶反应法、微生物，发酵 法和人工化学合成天然色素法等。其中最常用的方法 是溶剂提取法即浸取法, 但传统的浸取方法存在着浸 取时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、热敏性 组分易破坏等缺点 在萃取中具有选择性作用、加热速度快、控制方便、 受热体系温度均匀、节约能量等优点。把微波用在浸 取方面, 它能强化浸取过程, 降低生产时间、能源、溶 剂的消耗以及废物的产生, 同时可以提高产率和提取 物的纯度, 既降低了操作费用, 又合乎环境保护的要求, 是一种有良好发展前途的新工艺。
其本步骤如下:
1. 吸挑选物料，然后进行预处理：清洗，切片或混合，以便 充分的收微波能； 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。
微波萃取工艺流程： 选料一清洗一粉碎一微波萃取一分 离一浓缩一干燥一粉化一产品
设备要求