微波提取的基本特性与微波连续提取装置.docx

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1、微波提取的基本特性与微波连续提取装置发布时间:2010-3-2921:20:38文章来源:《中国制药装备》[关键词]:微波微波【打印】郭维图1孙福平2（1.东南医药生物工程技术研究所，福建福州362000；2.温州神华轻工机械有限公司，浙江温州325025）摘要：以微波提取的基本特性为切入点，叙述了微波连续提取的优点，阐述了国内目前微波提取设备研发现状，着重分析了微波连续提取装置的工艺过程、特点及与其他相关设备比较。关键词：微波；连续提取；装置；开发；应用科学技术部等16部委制定的国家中医药创新发展规划纲要提出：“开展中药饮片传统炮制经验继承及炮制工艺与设备现代化研究；中药提取

2、、分离、浓缩、干燥、制剂、辅料生产技术集成创新的研究；借鉴现代制造技术、信息技术和质量控制技术，加强符合中成药生产特点的新工艺、新技术、新装备的研究开发，提高中药制造业的现代化水平。”根据国家最新颁布节能法、环保法基本精神，将节能减排作为产品开发的指导思想，为国民经济的可持续发展，为中药企业提高产品质量，降低生产成本着想。所以产品的定位应该是：符合国家提出的在提高产品质量的基础上，实现节能、减排、降耗的基本目标，降低中药企业产品的生产成本，以利于生产过程实现自动化、连续化、产业化、规模化。微波提取是建立在微波的基本原理基础上，其利用微波(频率2450MHz、波长12.2cm的连

3、续波)在传输过程中遇到不同的物质的不同性质产生反射、穿透、吸收的差异现象。极性分子接受微波辐射能量后，通过分子偶极以24.5亿次/s频率旋转碰撞而产生热效应。在提取微波透过透明的萃取剂到达植物内部，因其纤维管束和腺胞系统含水量高，故吸收微波快而升温，使细胞内压增大。当内压超过细胞壁承受能力时，细胞壁破裂，其内部的有效成分自动流出，进入萃取剂被溶解，去渣存液达到提取目的。此外，同时产生热效应原理，由于极性溶剂受热蒸发并及时排除蒸汽达到干燥的目的。1微波提取的基本特性1.1微波的热效应微波具有极高的频率，使极性分子以24.5亿次/s的速度做极性变换运动，因而生成大量热能，产生很强的

4、内热效应。可让溶媒与溶质分子同时无热阻、无热惯性地加热，其热传递方向与溶质扩散方向一致，故加热速度比常规加热方式要快10～100倍，提取时间大大缩短。1.2微波的选择性、穿透特性微波具有良好的穿透能力，快速进入分子内部而产生大量热量，导致植物细胞因被加热而膨胀破壁，而且其热扩散与分子扩散运动方向一致，同时因细胞壁被电击穿而破裂，加速溶媒分子对基体的渗透和促使提取成分的溶解，故提取时间短、效率高、目标组分萃取更完全、提取率更高。同时，提取温度相对低而均匀，避免长时间高温引起有效成分分解，又因微波具有选择性加热的特点，对不同形态结构中药的有效成分具有选择性，故获取的目标组分含量高，

5、质量好。其含量可高出常规提取30％～70％，有些品种甚至超过100％。同时，微波具有穿透的选择性，对塑料、陶瓷、玻璃、橡胶等绝缘材料可被穿透而不吸收微波。如PTFE能穿透但不吸收微波，故可用作设备的内部材料，用于制作物料的容器、谐振腔内的运转机件等。而对极性分子它被穿透后完全被吸收，可达到如上所述加热、提取的目的。但微波对金属、无机物非极性物质不能穿透，对金属不但不能穿透，反而还会被反射，这是我们利用它设计装备的第三特性。1.3微波的似光性微波具有似光性即对金属的反射性，所以可用金属加工作谐振腔，让微波在谐振腔内反复反射，但随着反射次数的增加而衰减。因微波不能穿透金属，因此可用

6、作屏蔽装置，以防止微波泄露，保护环境安全。1.4微波具有对生物的非生物效应借助它可以用于杀灭各种微生物，达到灭菌的目的。用此原理可设计各种灭菌设备，利用低温杀灭混在物料中的各种微生物，避免因高温有效成分被破坏，以提高药物疗效和食品的营养价值。1.5微波易控制微波是交变高频电磁波，其作用随电流的存在而产生，瞬间即生、瞬间即逝，而且其频率、功率密度可调、可控，因此温度、时间、频率、功率、流量等均可编程控，所以可以实现自动化、连续化生产，有利于产品规模化、产业化生产，而且可降低劳动强度。2微波连续提取的优点2.1节约能源微波连续提取加热速度快，时间短，溶质与溶剂互为渗透快，萃取时间一

7、般只需0.5～10min，温度60～70℃，一般可一次提净，且外加热源的热水可循环利用。超声波提取温度需100℃热回流，提取次数分2～3次，共需8～12h，所加溶剂量一般仅传统提取的1/2,因而浓缩时间超声波为微波提取的2～2.5倍，微波能耗仅为超声波提取（传统提取）的10％～20％,不仅节约能源同时又节约大量溶剂。2.2降低物耗微波连续提取所需溶媒为药材量6～8倍，并一次提净，超声波提取则需16～20倍，尤其是有机溶媒还需一套溶媒回收设备，同时也增加了回收溶剂的时间，微波提取溶媒仅超声波提