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微波萃取原理簡介

2019-06-11

  一、微波中藥輔助提取機理
  溶劑提取法是根據中草藥中各種成分在溶劑中的溶解性質,選用對活性成分溶解度大,對不需要溶出成分溶解度小的溶劑,而將有效成分從藥材組織內溶解出來的方法。當溶劑加到中草藥原料(需適當粉碎)中時,溶劑由於擴散、滲透作用逐漸通過細胞壁透入到細胞內,溶解了可溶性物質,而造成細胞內外的濃度差,於是細胞內的濃溶液不斷向外擴散,溶劑又不斷進入藥材組織細胞中,如此多次往返,直至細胞內外溶液濃度達到動態平衡時,將此飽和溶液濾出,繼續多次加入新溶劑,就可以把所需要的成分近於完全溶出或大部溶出。
  微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質,到達物料的內部維管束和腺胞係統。由於吸收微波能,細胞內部溫度迅速上升,使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力,細胞破裂。細胞內有效成分自由流出,在較低的溫度條件下提取介質捕獲並溶解。通過進一步過濾和分離,便獲得提取物料。
  微波能是一種能量形式,它在傳輸過程中能對許多由極性分子組成的物質產生作用,微波電磁場使物質的分子產生瞬時極化。當向日葵官网网址用頻率為2450MHz的微波能作萃取時,溶質或溶劑的分子並以24.5億次/秒的速度做極性變換運動,從而產生分子之間的相互摩擦、碰撞,促進分子活性部分(極性部分)更好地接觸和反應,同時迅速生成大量的熱能,促使細胞破裂,使細胞液溢出來並擴散到溶劑中。用溶劑提取中草藥有效成分常用浸漬法、滲漉法、回流提取法及連續回流提取法等、從原理上來講均可以加入微波進行輔助提取,使之成為高效中草藥有效提取設備。
  二、微波輔助提取優點
  1、傳統熱萃取是以熱傳導、熱輻射等方式由外向裏進行,而微波輔助提取是裏外同時加熱。沒有高溫熱源,消除了熱梯度,從而使提取質量大大提高,有效地保護食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分;
  2、由於微波可以穿透式加熱,提取的時間大大節省。根據大量的現場數據統計,常規的多功能萃取罐8小時完成的工作,用同樣大小的微波動態提取設備隻需幾十分鍾便可完成。
  3、微波能有超常的提取能力,同樣的原料用常規方法需兩、三次提淨,在微波場下可一次提淨。大大簡化工藝流程。
  4、微波提取沒有熱慣性,易控製,所有參數均可數據化,和製藥現代化接軌。
  5、微波提取物純度高,可水提、醇提、脂提。適用廣泛。
  6、提取溫度低,不易糊化,分離容易,後處理方便。節省能源.
  7、溶劑用量少(可較常規方法少50%~90%);
  8、微波設備是用電設備,不需配備鍋爐,無汙染、安全、屬於綠色工程;
  9、生產線組成簡單,節省投資;目前已經開發出來的微波提取設備完全適應於我國各類大、中、小企業的食品和製藥工程。
  微波輻射技術在食品工業、製藥工業和化學工業上的應用研究雖然起步隻有短短幾年的時間,但已有的研究成果和應用成果已足以顯示其優越性:在實驗室中已經完成香料、調味品、天然色素、中草藥、化妝品、保健食品、飲料製劑等產品微波萃取工藝的研究。目前微波萃取已經用於多項中草藥的侵取生產線之中,如葛根、茶葉、銀杏、和甘草等。微波輔助提取已列為我國二十一世紀食品加工和中藥製藥現代化推廣技術之一。研究機構用微波提取方法處理了上百種天然植物。無論是提取速度、提取效率還是提取品質均取比常規工藝好得多的結果。
  下麵是我公司自行開發的微波專用提取設備所作的試驗,用含醇10%的水為溶媒,從甘草中提取甘草酸的檢測結果 :
  1立方微波提取罐與常規1立方提取罐提取甘草酸運行成本比較:
  (微波法與烘箱法)中藥出膏率所需時間的比較:
  三、微波萃取設備概況
  目前向日葵官方下载网站APP通過廣泛的國際學術交流,根據國內外萃取市場需求,吸取、引進國外微波應用專業的新技術,已開發出5種不同類型微波輔助萃取的設備,現簡單介紹如下:
  1、小型微波萃取實驗設備WTS03-1型;擁有獨立知識產權,自行開發的專利產品,麵向大專院校、科研單位和各類企事業單位實驗室。此設備為開放型微波加熱裝置,物料不需向常規微波爐那樣被放置在微波加熱腔體內。如同將一隻鍋放在電爐上,在微波萃取過程中,操作者可以方便的、直接的、毫無障礙的觀察物料變化、添加物料或溶劑、隨機提取樣品,測量溫度、攪拌物料。而微波泄漏量是低於家用微波爐泄漏量。它另一特點是可安全的用於醇類物料處理,這是常規微波爐所不能比擬的。
  2、微波低溫萃取中試設備; 這是一款兩用機型,既可以作為實驗設備,供大專學校、科研單位和各類食品、製藥、化工開展微波萃取實驗工作之用,又可以作微波萃取中試設備,為大型微波萃取生產線摸索準確的工藝數據。此設備又四個鮮明特點:l )作為中試設備,用它作出的萃取工藝參數實用價值高,可準確的用於大型微波萃取設備的設計。2)采用獨特處理技術,將低了萃取過程的物料溫度、增強了微波對物料作用,其萃取效果遠遠超出常規微波爐所作的實驗結果,屬於超強微波萃取設備。3)可直接作為小規模或小批量微波萃取生產設備過使用。4)可的用於水、醇類物料處理。
  3、微波真空萃取設備:根據不同氣壓下液體沸點不同的原理,將微波萃取真空和真空技術結合起來,*低可在20~30℃室溫條件下進行微波萃取,設備規格較全,從10公升到3立方米。小型設備供院校、科研所和各類實驗室作試驗,大型設備供生產 單位使用。
  4、微波動態萃取設備:這是一款根據我國國情設計的微波設備,可以替換現在廣泛使用的各類多功能提取罐,是技術更新換代產品。各類食品、製藥、化工企業均可使用。現已經配備多種規格,完全滿足各種物料提取需求。可在常壓下進行水煎、醇提處理。微波萃取罐和常規提取罐相比,能提高近十倍的效率。
  5、連續式微波萃取設備:我公司從國外引進技術,自行研發的一種新型微波萃取設備,可處理顆粒狀、粉狀物料,大特點是實現了連續萃取,適用連續萃取工程的生產線,各類食品、製藥、化工企業均可使用。此設備采用進口微波S波段專用輸料軟管,可抗300℃高溫,理化參數非常穩定,均超過F4材料,管徑大小是根據微波介質特性確定。同時此設備還可以作為各種液體灌前滅菌使用。是食品和中藥製藥現代化技術更新優選項目。
  四、結束語:
  新型係列微波輔助萃取設備的微波功率從700W~100KW,容積從2升~3立方米,萃取溫度可以從30~100℃任意設定。萃取溶劑可以是水、醇、脂。根據不同物料與工藝也可以使用弱極性溶劑。可根據需要配備回流、冷凝裝置。經多家食品、製藥廠家應用效果良好。並有部分出口至日本、韓國、台灣等地。該係列產品采用了多種現代化傳感器技術,自動化程度高,性能穩定,環境適應性強,操作與維護簡單,並符合GMP標準。微波泄漏指標與國際指標接軌。目前我國製藥企業3000多家,其中中藥製藥企業1059家,藥用原料生產企業近2000家,若有10%企業采用微波提取技術生產,每年可節約數億元的能源消耗費,並大大減少環境的汙染。微波萃取技術是一個急需轉化為生產力的高新技術,是中藥製藥現代化值得大力推廣的項目。由於微波萃取設備工業化關鍵生產技術進兩年才完全解決,目前有待於被廣大的製藥行業認識和采用。希望學術界、科技界有識之士給予關注、關心和支持。我公司真誠希望能與各界人士合作,推廣微波輔助萃取技術,並將這一高新技術迅速轉化為生產力,為祖國中藥製藥現代化作出貢獻。

微波萃取原理簡介


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