2.微波技术在中药提取中的应用
2.1 微波及微波特性
2.2 微波技术的发展
2.3 微波提取中药成分原理与应用
2.4 微波提取的评价与存在问题
2.5微波干燥灭菌技术在中药生产中的应用
2.1 微波及微波特性
2.1.1 微波的概念：
微波（microwave .MW）是超高频率电磁波，
波长1~0.001m，频率在300MHz—300GHz的电磁波。
2.1.2 微波的特性：
①似光特性：高频率、波长短—直线传播
②穿透特性:
反射性：MW→金属.入射角=反射角（金属不发热）
穿透性: MW→某些非金属（透明体）不发热
吸收性: MW→水（发热）
2.1.2 微波的特性：
③热特性：
微波MW→物体内部→热能，内外温度相等，表面水蒸发时温度略低，形成由里到外的温度降低梯度，有利于干燥。
2.1.2 微波的特性：
④非热特性（生物效应）：
微生物内H2O在WV作用下产生极性震荡→
细胞膜结构破裂，细胞分子间氢键松弛→细胞死亡→实现了低温灭菌。
2.2 微波技术的发展
20世纪
30年代：MW用于——防空雷达
40年代，美国：第一台微波炉——也称雷达炉
90年代：加拿大：设计的——微波提取装置取得了多国专利，一次可以处理1~5吨的物料，用于食品，香料，调味品的生产。
1994年：法国研制的SOS-1100型微波萃取仪在美、日、韩、墨西哥、西欧等申请了专利。
目前中国：工业微波技术处于实验阶段
2.3 微波提取原理与应用
2.3.1微波提取(Microwave -Assisted Extraction MAE)原理：
微波提取利用了介电加热和离子传导的作用。
①介电加热：
永久偶极分子在2450MHz电磁场条件下产生
共振频率：4.9×109次／秒，
分子→超高速旋转→动能↑→温度↑
②离子传导：
离子在微波（WV）作用下→高速运动，摩擦→热量
介电常数大的溶剂：水、乙醇、乙腈→被加热；
介电常数小的溶剂：芳香、脂肪族成分、CO2等对MW吸收性能差，不被加热。
2.3.2微波技术在中药提取中的应用
微波的①介电加热②离子传导作用，具有以下应用：
(1)快速提取：
破裂的细胞膜形成孔洞，溶剂容易进入植物，使成分溶解，扩散——达到快速提取的目的。
微波的①介电加热②离子传导作用，具有以下应用：
(2)药材干燥：
使物料中的水汽化，压力增大，使细胞膜破裂，水分蒸发——用于药材干燥。
2.4 微波提取的评价与存在问题
2.4.1 微波提取的评价与存在问题
①微波提取（MWE）快速，提取效率高。
②节省能源，成本低。
③适合热稳定成分：生物碱、黄酮、苷类等
不适合蛋白质、肽类等不稳定的化合物。
2.4.1 微波提取的评价与存在问题
④要求物料有吸水性，即溶剂的介电常数较大，如水等
⑤经微波提取的成分的结构、药理作用有待研究。
⑤工程放大还有待于完善。
2.4.2 工业微波提取设备的要求条件：
①微波发生功率足够大，工作状态稳定。
②设备结构合理。
③安全，微波泄露符合要求。
微波化学实验设备
南京澳润微波科技有限公司
1、输入的微波功率能得到精确控制，是实验结果可重复性；
2、安全泄压防爆锁，实验安全得到保证；
3、精确的控制系统和友好的人机界面，并且操作方便，可手动操作，也可计算机进行实时控制并记录实验参数。
WTD-50/500升微波动态提取设备主机
主要用途：
这是一款两用机型，
既可以作为实验设备，供各类食品、制药开展微波萃取实验工作之用，
又作微波萃取中试设备。
WTD500-3000升微波多功能动态提取生产线
主要用途：
该装置主要适用于医药、食品、等行业的生产车间。
微波动态多功能提取罐是替换国内广泛使用中的各类多功能提取罐的最新产品。
微波逆流提取设备
主要用途：
微波逆流提取机用于天然中草药的有效成分和色素等提取，在医疗、化工、保健食品各行业有极其广泛用途。
微波逆流提取工作原理
药材与溶剂在浸出容器中沿相反方向运动，连续而充分地进行接触提取的一种方法。
优点:
提取速度快、提取充分、收率高、溶剂耗量少、药液浓度高、减少了蒸发浓缩等后续处理工艺、滚筒内药材颗粒移动速度可调节，从而可根据药材特点调节提取时间的长短、药材在温和的动态环境下进行提取，加热温度较低、有效成分破坏较少，使药液中杂质含量少，属于连续式生产，处理能力大。
2.5 微波干燥、灭菌技术的应用
2.5.1. 目前中药干燥灭菌的主要方法与弊端
目前方法：（1）蒸汽加热（2）烘箱干燥
（3）喷雾干燥（4）冷冻干燥
（5）红外线干燥
上述方法弊端：
耗能大、利用率较低（有的仅30%）、成本高；
时间长，有效成分易被破坏；
生产周期长，劳动强度大。
2.5.2. 微波干燥有如下优点：
（1）加热均匀、速度快、效果好
（2）选择性强，干燥温度低，质量高
水分比其它物料对微波有更强的吸收力，
固体吸收微波能力小，温度不会升的太高。
微波处理药丸：
菌数：比烘房处理降低15-90%
时间: 几十秒-几分钟
温度: 80 ℃以下
3）耗能少，成本低
热量产生于内部、损失少、效率高
——可达80%
如：电热干燥耗电100kw。
微波干燥耗电20 kw。
（4）环境好，无污染
（5）操作简便，生产效率高
2.5.3 微波干燥有如下不足之处：
（1）设备投资大，成本较高
（2）不适合热敏成分的物料干燥
（3）微波对人体有害
如：20~200mv/ cm2 伤害眼睛
基于以上特点，微波用于：
微波用于：
含水物料如：中药材、丸剂、片剂、粉粒状制剂的脱水干燥、杀虫防腐、灭菌等加工处理。
炉式微波干燥设备
微波频率：2450MHz
微波功率：10KW
干燥能力：12-15kg/h
应用范围：
各类小批量烘干，大体积产品
微波茶叶杀青工艺
微波杀青工艺代替原来炒青方式或蒸汽杀青工艺，生产出来的茶叶香气清醇，芽叶舒展、氨基酸、维生素C含量高，色泽更翠绿，品质高，售价要高出25%-30%。
同时微波杀青具有杀菌、防酶和杀虫的作用，更延长茶叶的货架期。
微波高效快速的升温方式，解决了目前困扰传统杀青工艺中存在茶叶升温速度漫，难以快速钝化酶的活性的难题，
同时克服外茶叶加工后期干燥能耗大、效率低的问题。
【思考题】
1．微波提取的原理？
2．微波技术在中药制剂生产中有哪些应用？
3. 微波提取有何特点？目前还存在哪些问题？
4．微波干燥与传统方法干燥有和不同？
5.以微波辅助提取技术提取灵芝多糖，影响因素有哪些？试设计单因素考察提取灵芝多糖的实验方案（考察指标总浸膏量和多糖含量）。