微波辅助萃取多物理场耦合模型的构建及验证

作者：闭格宁; 肖小华^*; 李攻科^*

来源：高等学校化学学报, 2022, 43(03): 56-66.

• 微波辅助萃取
• 多物理场
• 耦合模型
• 萃取机理
• 山姜素

以姜科类植物草豆蔻中山姜素为模拟对象,基于微波辅助萃取(MAE)过程中微波场、温度场及浓度场等物理场之间的耦合关系,利用Comsol软件构建了MAE多物理场耦合模型.模拟了不同萃取时间、微波功率下萃取体系的电磁场分布、温度分布以及山姜素扩散分布;通过比较萃取液温度和山姜素浓度的模拟值与实验值,结合误差分析对模型进行了验证,以同类植物砂仁中的异槲皮苷为萃取目标验证了模型的适用性.结果表明,微波功率越大,电磁场强度越强,萃取液温度越高,山姜素扩散越明显,越有利于萃取; MAE萃取山姜素和异槲皮苷的萃取液温度模拟值与实验值之间的相对均方根误差(RRMSE)分别在1.9%～4.5%和1.9%～2.8%之间,其浓度RRMSE分别在1.7%～3.2%及1.6%～4.1%之间,均小于5.0%,表明建立的模型准确、可靠,且适用性良好.该模型综合考虑了MAE过程中的多个物理场及其耦合关系,可为深入研究其萃取机理提供参考.

• 单位
  中山大学