微波是一種頻率的電磁波,其頻率范圍在300MHZ-300GMHZ,微波技術(shù)是上世紀(jì)中葉興起的無線電技術(shù),它首先被廣泛應(yīng)用于無線電通訊、廣播、電視、導(dǎo)航、遙撼、遙測、雷達(dá)等領(lǐng)域。近些年來,它又作為一種能源在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人們?nèi)粘I钪械玫搅巳找鎻V泛的運(yùn)用,如家用微波爐早已進(jìn)入千家萬戶,作為一種工業(yè)加工手段,它首先在食品工業(yè)中得到了應(yīng)用,主要用于干燥、殺菌、焙烤、熟化、膨化、調(diào)溫解凍、醇化、催熟等,隨著微波技術(shù)的不斷革新后又被廣泛的用于醫(yī)藥、化工、昆蟲等多種行業(yè),有利地促進(jìn)了工農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,相信微波能技術(shù)將在更多的行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
一、微波加熱機(jī)理:
微波具有一定的能量(電磁場能)。在一定的條件下,它作為一種工能源予以應(yīng)用,微波對物料的作用有物理、化學(xué)、生物等效應(yīng),可用于各種目的,但應(yīng)用zui廣泛的是微波加熱。
微波加熱是頻率的電磁振蕩作用于具有電極性的物料分子,使其分子排列趨向劇烈變化,而產(chǎn)生激烈的類似于“摩擦”的效果。使物體變熱。此過程即微波的電磁場能量轉(zhuǎn)化為熱能。水分子是極性分子,強(qiáng)烈吸收微波。含有水分的物料在受到足夠的微波輻射時(shí),其中的水分子吸收微波很快的升溫蒸發(fā),物料得以迅速干燥。微波殺菌是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波對細(xì)菌的熱效應(yīng)是使蛋白質(zhì)變性,使細(xì)菌失去營養(yǎng)、繁殖和生存的條件而死亡;生物效應(yīng)是微波電磁場改變細(xì)胞膜斷面的電位分布,影響細(xì)胞周圍電子和離子濃度,從而改變細(xì)胞膜的通透性能,細(xì)胞因此營養(yǎng)不良,不能正常新陳代謝,細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能紊亂,生長發(fā)育受到抑制而死亡。此外,決定細(xì)胞正常生長和穩(wěn)定遺傳繁殖的核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強(qiáng)的微波場可以導(dǎo)致氫鍵松弛、斷裂和重組,從而誘發(fā)遺傳基因突變,或染色體畸變,甚至斷裂。微波滅菌正是利用了電磁場的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)對生物的破壞作用,因此,微波殺菌溫度低于常規(guī)方法,僅要70-105℃,時(shí)間僅約需3-5分鐘。