微波技術(shù)在中藥提取中的應用

微波技術(shù)在中藥提取中的應用

一、微波提取原理：

微波提取是利用微波能來(lái)提高提取率的一種最新發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。它的原理在學(xué)術(shù)界有許多不同的描述，其最基本的理論還是以微波穿透性加熱的原理為基礎，即微波對物料為立體加熱，而常規方法大多為平面加熱。微波場(chǎng)中，各種物料吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得物質(zhì)內部產(chǎn)生能量差，被萃取物質(zhì)得到足夠的動(dòng)力從基體或體系中分離。微波萃取具有設備簡(jiǎn)單、適用范圍廣、萃取效率高、重現性好、節省時(shí)間、節省溶媒、污染小，生產(chǎn)線(xiàn)整體造價(jià)和運行成本低等特點(diǎn)。

目前微波提取大多應用于水提、醇提的項目。微波提取成套生產(chǎn)線(xiàn)工藝組成流程：粉碎、預處理、微波提取、料液分離、濃縮系統等五個(gè)環(huán)節。粉碎機將原料加工成飲片狀、顆粒狀或粉狀，加溶媒攪拌或浸泡預處理后送至微波提取設備，通常微波設備可以在極短的時(shí)間內一次完成天然植物有效提取，微波提取后將料液分離，溶液送濃縮系統處理。對于植物中易揮發(fā)有效成分，可以通過(guò)微波提取設備設置的接口連接常規的冷凝裝置進(jìn)行收集。
二、微波提取優(yōu)點(diǎn)：

1、傳統熱萃取是以熱傳導、熱輻射等方式由外向里進(jìn)行，而微波輔助提取是里外同時(shí)加熱。沒(méi)有高溫熱源，消除了熱梯度，從而使提取質(zhì)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、由于微波可以穿透式加熱，提取的時(shí)間大大節省。根據大量的現場(chǎng)數據可知，常規的多功能萃取罐8小時(shí)完成的工作，用同樣大小的微波動(dòng)態(tài)提取設備只需幾十分鐘便可完成，節省90％的時(shí)間。

3、微波能有超常的提取能力，同樣的原料用常規方法需兩、三次提凈，在微波場(chǎng)下可一次提凈。大大簡(jiǎn)化工藝流程。

4、微波提取沒(méi)有熱慣性易控制，所有參數均可數據化，和制藥現代化接軌。

5、微波提取物純度高，可水提、醇提、油提。適用廣泛。

6、提取溫度低，不易糊化，分離容易，后處理方便。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(wú)污染、安全、屬于綠色工程。

9、生產(chǎn)線(xiàn)組成簡(jiǎn)單，節省投資。

目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的微波提取設備完全適應于我國各類(lèi)大、中、小企業(yè)的食品和制藥工程。

三、兩種生產(chǎn)型微波提取設備：

中藥有效成分的提取，對于微波設備來(lái)講，提取效果主要取決以下因素：微波場(chǎng)強密度、溶媒與物料投放比、提取溫度、作用時(shí)間、溫升速率、物料粉碎程度等。要得到較高的提取率，不同的中藥，提取工藝也有所不同，可以在實(shí)驗室用微波提取實(shí)驗設備摸索出工藝，再進(jìn)行工程放大設計、制造。微波應用工程系統采用的微波頻率為915MHz和2450MHz，目前國內用于微波中藥提取的微波頻率大多為2450MHz，其波長(cháng)為12公分，對水的穿透加熱深度在2～3公分之間，根據微波工程的特征微波提取設備有兩種類(lèi)型：
    管道式微波提取設備：由微波源、微波作用腔、輸送管道以及兩個(gè)儲料罐組成。在一個(gè)儲料罐內將粉狀物料與溶媒混合用泵送入微波工程材料制造的管路中，微波工程材料對微波是透明的，物料與溶媒流過(guò)微波作用腔時(shí)被微波直接加熱、萃取，使得有效成分轉移，提取完成送至另一儲料罐。管道形式有單管型、陣列型、螺旋形。國外微波萃取設備用螺旋管方式較為普遍。由于微波穿透深度有限，2450MHz頻率的微波系統采用管道直徑均在3～6公分之間。

此類(lèi)型微波提取設備結構簡(jiǎn)單，制造成本低、提取時(shí)間短、適應連續作業(yè)，可控性強。不足之處是只適用粉狀物料提取，大型微波提取設備的管道過(guò)長(cháng)，容易發(fā)生堵塞，能量轉換效率一般，壓力可變性差、不適應多種工藝參數調整。
    罐式微波提取設備：與常規動(dòng)態(tài)提取罐結構相仿，不同之處是將蒸汽夾套加熱改為微波腔加熱，將平面加熱改為立體加熱，熱源由蒸汽夾套壁改為料液本身發(fā)熱。罐式微波提取設備可以適用對塊狀、片狀，顆粒狀、粉狀物料提取，可以保溫、恒溫、常壓、正壓、負壓提取，可滿(mǎn)足不同中草藥提取的工藝參數要求，適用廣泛，裝機微波功率容量可從數百瓦到數百千瓦，罐體容積可從幾十毫升到數立方米?，F場(chǎng)實(shí)踐證實(shí)一臺1立方微波提取設備處理能力相當5～8立方常規動(dòng)態(tài)提取罐處理能力。缺點(diǎn)是微波提取生產(chǎn)線(xiàn)微波裝機功率較大、制造難度高，提取生產(chǎn)線(xiàn)只能分批次作業(yè)，加料、進(jìn)液、出液、出渣等輔助時(shí)間較長(cháng)，降低了整機利用率。需要指出的是微波穿透深度有限，微波提取設備必須配備攪拌器，實(shí)現動(dòng)態(tài)提取。罐式微波提取設備應用廣泛，大專(zhuān)院校、研究單位的實(shí)驗室幾乎都采用此種方法。

四、安全可靠、前景良好：

去年網(wǎng)絡(luò )世界開(kāi)展了微波設備能量泄漏對人體危害問(wèn)題討論，推廣微波提取技術(shù)，微波

提取設備的微波泄漏問(wèn)題必然成為大家貫注的一個(gè)焦點(diǎn)。目前專(zhuān)業(yè)工業(yè)微波設備生產(chǎn)廠(chǎng)家設備出廠(chǎng)泄漏標準控制在1mw/cm2以下，其能量級別與手機發(fā)射功率相當，不論管道式或者罐式微波提取設備，封閉性較強，其微波泄漏量可以控制在幾十微瓦以?xún)?，是國家有關(guān)微波作業(yè)場(chǎng)輻射安全衛生標準的百分之一，不會(huì )造成環(huán)境的電磁波污染，不會(huì )危害操作者身體健康。

微波提取技術(shù)目前還屬于啟始階段，實(shí)驗室內已經(jīng)獲得大量成果，證實(shí)了中藥微波提取技術(shù)的優(yōu)秀實(shí)用價(jià)值，許多研究單位已經(jīng)著(zhù)手對微波提取物的藥理研究、臨床研究，并從單方提取研究擴展到復方提取研究。在我國今后幾年中微波提取技術(shù)和逆流提取技術(shù)、超聲波提取技術(shù)，真空低溫提取技術(shù)結合將推出許多新一代中藥提取設備。

微波提取技術(shù)是一個(gè)急需轉化為生產(chǎn)力的高新技術(shù)，是中藥制藥現代化值得大力推廣的項目。由于微波提取設備工業(yè)化關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)幾年才完全解決，目前有待于被廣大的制藥行業(yè)認識和采用。希望學(xué)術(shù)界、科技界有識之士給予關(guān)注、關(guān)心和支持。真誠希望能與各界人士合作推廣微波提取技術(shù)，并將這一高新技術(shù)迅速轉化為生產(chǎn)力，為祖國中藥制藥現代化作出貢獻。

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