實驗室微波萃取設備的機理可從兩方面考慮，一方面微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質，到達物料的內部維管束和腺胞系統。由于吸收微波能，細胞內部溫度迅速上升，使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破裂。細胞內成分自由流出，在較低的溫度條件下萃取介質捕獲并溶解。
    通過進一步過濾和分離，便獲得萃取物料。另一方面，微波所產生的電磁場加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴散速率，用水作溶劑時，在微波場下，水分子高速轉動成為激發態，這是一種能量高不穩定狀態，或者水分子汽化，加強萃取組分的驅動力；或者水分子本身釋放能量回到基態，所釋放的能量傳遞給其他物質分子，加速其熱運動，縮短萃取組分的分子由物料內部擴散到萃取溶劑界面的時間，從而使萃取速率提高數倍，同時還降低了萃取溫度， 限度保證萃取的質量。

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