微波萃取设备

一、微波萃取的原理
　　微波是频率在300MHZ至300GHZ之间的电磁波，它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。常用的微波频率为2450MHZ。微波加热是利用被加热物质的极性分子（如H2O、CH2Cl2等）在微波电磁场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而发热。传统加热法的热传递公式为：热源→器皿→样品，因而能量传递效率受到了制约。微波加热则是能量直接作用于被加热物质，其模式为：热源→样品→器皿。空气及容器对微波基本上不吸收和反射，从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。
　微波可选择性加热不同极性分子和不同分子的极性部分，从而使其从中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的溶剂中，从而有效成分被提取。
二、 微波萃取的特点
　 微波具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大特点，这决定了微波萃取具有以下特点。
1. 试剂用量少，节能，污染小。
　2.加热均匀，且热效率较高。微波萃取时没有高温热源，因而可消除温度梯度，且加热速度快，物料的受热时间短，因而有利于热敏性物质的萃取。
3. 微波萃取不存在热惯性，因而过程易于控制。
4. 微波萃取无需干燥等预处理，简化了工艺，减少了投资。
5. 微波萃取的处理批量较大，萃取效率高，省时。与传统的溶剂提取法相比，可节省50％~90％的时间。
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。
三、微波萃取的主要影响参数
1.破碎度 与传统提取方法一样，被提取物经过适当破碎，可以增大接触面积，有利于萃取过程的进行。
2.分子极性 在微波场中，极性分子受微波的作用较强。若目标组分为极性分子，则比较容易扩散。在天然产物中，*非极性的分子是比较少的，物质的分子或多或少会存在一定的极性，绝大多数天然产物的分子都会受到微波电磁场的作用，因而均可用微波来协助提取。
3.溶剂 溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂可提取出所需要的组分，若溶剂选用不当，则不一定能获得理想的提取效果。
4.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。
5.温度 在微波提取过程中，由于存在微波作用下的分子运动，因而温度不需要与传统提取工艺过程中的一样高。此外，微波提取的时间很短，因而可降低被提取成分因受热而发生破坏的危险，并可降低能耗。
6.搅拌 在微波萃取过程中,搅拌同样可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,即可提高固体内部的传质速率，因而提取速度更快，提取效率更高。
综上所述，微波提取的要点：①被提取物需经适当粉碎；②必须存在一定的浓度差；③选用适当的溶剂；④保持一定的温度；⑤给予提取过程一定的时间；⑥适当的搅拌。
四、微波萃取的应用
　采用该技术提取的成分已涉及生物碱类、蒽醌类、黄酮类、皂苷类、多糖、挥发油、色素等，下面就各成分的提取进行介绍。
1、生物碱类
Ganzler等从羽扇豆种子中提取金雀花碱（斯巴丁），与传统的振摇提取法比较，微波法提取物中斯巴丁含量比振摇法高20%，而且速度快，溶剂消耗量也大大减少。
　Brachet A等从可可叶中提取和苯甲酰，考察了提取溶剂、粒径、样品湿度、微波功率及照射时间等参数。所得提取物与传统方法相当，但只用时30秒。
2、蒽醌类
　郝守祝等研究了微波技术对大黄游离蒽醌浸出量的影响，采用正交实验考察了微波输出功率、物料粒径、浸出时间三个因素对提取率的影响，优选浸出方案。以优选出的微波浸提方案和常规煎煮法及乙醇回流法比较，结果物料粒径对蒽醌成分浸出影响极显著，功率对浸出影响显著，时间对浸出有一定影响。微波提取法对大黄游离蒽醌的提取率明显优于常规煎煮法，同乙醇回流法相当。
　3、黄酮类
刘传斌等把微波破细胞与溶剂提取相结合的方法提取高山红景天愈伤组织中红景天苷。将药材经1分钟微波处理后，室温下水提取10分钟，可将红景天苷充分提取出来，与传统提取方法相比，前者具有时间短、不需加热、提取液中杂质少等优点。段蕊等也用此方法提取银杏叶中的黄酮成分。用微波处理5分钟后，以70%乙醇回流提取1小时，得到提取物中黄酮类物质的量比未用微波处理的高出18.8%，纸层析表明在使用的微波温度下，黄酮类物质性质不发生改变。李嵘等也用该法研究了银杏黄酮苷的提取工艺，同样得到较理想的结果。此外，阎欲晓等从生姜中提取抗氧化物质，结果发现先用微波处理5分钟，黄酮的提取率明显提高。
　4、有机酸
　郭振库等应用自行设计的具较高压力控制精度的专用微波制样系统，对金银花中有效成分绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了考察，并与超声波提取比较，提取率比超声波高近2成。也有学者用微波提取甘草中的甘草酸，与热回流、索氏提取法、室温提取法等传统方法相比，发现微波提取具有提取高效、快速、*及节省时间、溶剂和能源等优点，是一种适于甘草中快速提取甘草酸的新方法。
5、多糖类
新疆石河子大学药学院的工作者在用微波萃取多糖的研究上作了大量工作，提取的植物包括甘草、商陆、肉苁蓉、红景天根、红景天叶、黄芪、党参等。他们在MCL-3微波反应器中，用一定量石油醚、和80%乙醇回流提取20分钟，残渣再放入微波炉中，用水提取20分钟后测定多糖含量，结果提取率均高于传统方法，提取时间缩短了约12倍。
　8、其他
　目前，微波萃取技术除应用于以上主要成分之外，对另外一些成分，如甾体、萜类化合物、植物油、香料、色素等的提取也有报道。　另外，还有人用微波法萃取丹参酮、辣椒素、、鸢尾香料及从鲜罗汉果中提得罗汉果甜苷。提取的色素成分有栀子黄色素、天仙果色素、番茄红色素等。
五、微波设备分类
1为微波提取罐；
2为连续微波萃取设备。