微波場強化植物性多孔材料內(nèi)部流體流動與傳質(zhì)研究.pdf

1、根莖類藥用植物提取時有效成分的溶出和干燥過程中水分的遷移,以及多孔纖維素膜內(nèi)的物質(zhì)流動均屬于多孔介質(zhì)內(nèi)部納、微尺度的物質(zhì)流動與傳遞過程,具有強烈的非均質(zhì)性和各向異性。微波輔助是一種環(huán)境友好的綠色技術(shù)。本文圍繞多孔介質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和流經(jīng)其流體的分子量或混合物顆粒特征,利用掃描電鏡、壓汞儀、比表積分析儀、膜超濾、原子力顯微鏡及高效液相色譜等技術(shù)對基質(zhì)材料和提取物從微納尺度進行表征,深入研究基質(zhì)材料微結(jié)構(gòu)與宏觀性能、處理工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系,考

2、察微波對物質(zhì)流動與質(zhì)量傳遞的影響。
　　 研究發(fā)現(xiàn):(1)微波輔助提取在較大分子量有效成分的快速浸出和避免大分子無效物質(zhì)浸出方面顯著優(yōu)于傳統(tǒng)回流工藝;(2)微波輻射對高分子化合物具有降解作用,能夠改變其聚集態(tài)特征;(3)導(dǎo)管紋孔在天然產(chǎn)物提取過程中起著重要的瓶頸作用,較大的微波功率對植物組織產(chǎn)生固化作用,合適的提取工藝有利于保持藥材內(nèi)部輸導(dǎo)組織的通透性;(4)微波干燥技術(shù)在縮短干燥時間方面具有顯著的優(yōu)越性,尤其是對于含有較多膠質(zhì)

3、黏性成分的難干植物性多孔介質(zhì)物料。(5)當歸飲片微波干燥制品的總孔體積和孔隙率小于傳統(tǒng)熱風干燥制品,而黃芪飲片則遠高于熱風干燥制品。當歸飲片的微波干燥制品表現(xiàn)出較低的復(fù)水能力,而黃芪飲片的微波干燥制品表現(xiàn)出較高的復(fù)水能力。基質(zhì)材料的平均孔徑越大,吸水速度越快;而基質(zhì)材料的總孔體積和孔隙率越大,其復(fù)水能力越強。干制品的孔隙特征和復(fù)水能力不僅與干燥工藝有關(guān),而且還與植物材料的本身屬性有很大關(guān)系。(6)微波干燥、真空冷凍干燥、真空干燥、熱風烘

4、干等四種工藝所得黃芪飲片的干制品,其中微波干燥工藝有利于減小飲片后續(xù)提取過程中溶質(zhì)擴散的質(zhì)量傳遞阻力,有利于有效成分的提取。(7)微波輻照可以促進黃芪水提液和二氧化鈦顆粒懸浮液在多孔微濾膜內(nèi)流動與傳遞。(8)微波輔助膜清洗有助于膜通量的恢復(fù),有利于膜面及膜內(nèi)污染物與基質(zhì)的分離,促進物質(zhì)在多孔介質(zhì)材料表面及其內(nèi)部的傳遞。(9)盒子計數(shù)法不適合對基質(zhì)材料內(nèi)部紋孔的變化進行表征,而小島法和壓汞法是適合的。微波900W的分形維數(shù)均大于600W的