微波為工業(yè)加熱提供一種新的加熱方式

微波為工業(yè)加熱提供一種新的加熱方式

微波技術(shù)的應用為工業(yè)加熱提供了一種新的加熱方式，這種加熱的方式在工業(yè)、農業(yè)、化工、醫療等方面都得到廣泛應用。一是利用其熱效應，主要用于食品、藥材、農副土特產(chǎn)品、木材、紙板、化工工業(yè)產(chǎn)品等加熱干燥。二是利用其生物效應，對食品、藥材、農副土產(chǎn)品等的低溫殺菌、防霉保鮮，白酒的催陳、醇化，中止發(fā)酵，育種等。微波加熱作為當今高新技術(shù)，早已從實(shí)驗室走向生產(chǎn)實(shí)用從階段，前景十分廣闊。

微波加熱干燥、殺菌機理波是頻率從300MHz～300GMHz的電磁波，其方向和大小隨時(shí)間作周期性變化。微波與物料直接作用，將超高頻電磁波轉化為熱能的過(guò)程即為微波加熱過(guò)程。水是強烈吸收微波的物質(zhì)，物料中的水分子是極性分子，在微波作用下，其極性取向隨著(zhù)外電磁場(chǎng)的變化而變化，915MHz的微波可使水分子每秒運動(dòng)18.3億次，致使分子急劇磨擦、碰撞，使物料產(chǎn)生熱化和膨化等一系列過(guò)程而達到微波加熱目的。

微波殺菌是微波的熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質(zhì)變性，使細菌失去營(yíng)養、繁殖和生存的條件而死亡；生物效應是微波電場(chǎng)改變細胞膜斷面的電位分布，影響細胞周?chē)娮雍碗x子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細菌因此營(yíng)養不良，不能正常新陳代謝，細菌結構功能紊亂，生長(cháng)發(fā)育受到抑制而死亡。

此外，決定細菌正常生長(cháng)和穩定遺傳繁殖的核酸（RNA）和脫氧核糖酸（DNA），是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強的微波場(chǎng)可以導致氫鍵松馳、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(chǎng)的熱效應和生物效應對生物的破壞作用，因此，微波殺菌溫度低于常規方法，僅要70～105℃，時(shí)間約90～180s。微波殺菌要有三個(gè)階段，第一階段是迅速升溫，達到預定殺菌溫度，此段宜用較強的均勻能量密度；第二階段是保溫過(guò)程，使殺菌物料的溫度處于均衡的過(guò)程，第三階段是自然或強制冷卻過(guò)程。

微波加熱干燥、殺菌特點(diǎn)：2.1加熱迅速、均勻不需熱傳導過(guò)程，它能在瞬間穿透到被加熱物料中，穿透深度可達幾厘米，甚至十幾厘米，甚至十幾厘米，數秒到數分鐘就能把微波轉換為熱能。微波具有選擇加熱，將使加熱更均勻。2.2節能高效由于含有水份的物質(zhì)極易吸收微波而發(fā)熱，因此，除少量的傳輸損耗外幾乎無(wú)其它損耗。微波加熱與遠紅外加熱相比，節約能量1/3～1/2。2.3防霉殺菌保鮮微波加熱具有熱力效應和生物效應，因此，能在較低溫度下殺霉菌和細菌；能最大限度地保存物料的活性和食品中的維生素、色澤和營(yíng)養成份。2.4工藝先進(jìn)，可連續生產(chǎn)只要控制微波功率即可實(shí)現加熱或終止。它有完善的傳送系統，可確保連續化生產(chǎn)，節省勞力。2.5安全無(wú)害由于微波能是控制在金屬制成的加熱室內和波管中工作，所以微波泄漏被有效地抑制。沒(méi)有放射線(xiàn)危害及有害氣體排放，不產(chǎn)生余熱，既不污染食物，也不污染環(huán)境。2.6設備占地小、改善勞動(dòng)條件。

微波能促進(jìn)食品工業(yè)發(fā)展從二十世紀40年代美國雷聲公司制造第一臺微波爐，到五六十年代，伴隨著(zhù)大功率磁控管的研制成功，美國、英國等國隧道式、曲折波導等多種加熱器的問(wèn)世，國外在微波能的應用上掀起起了一場(chǎng)新的“能源行動(dòng)”。

如用微波與熱空氣或飽和蒸汽相結合應用于魚(yú)、肉、禽類(lèi)的“回溫”解凍，食品干燥、膨化和肉類(lèi)預烹調等的報道。美國微波干燥公司研制的915MHz、60KW的通心面干燥機每小時(shí)加工通心面4000磅，而細菌含量?jì)H為原來(lái)的1/15，該機比傳統熱風(fēng)干燥節能25%。日本利用915MHz、25KW和2450MHz、10KW微波設備干燥中式快速成面，還可對苗片、洋蔥片加工。產(chǎn)品的色澤、口味、口感都比傳統的方法好。

據有關(guān)統計，1976年日本東芝公司用于糕點(diǎn)、米面等食品殺菌的微波功率占工業(yè)微波總容量的34%。法國利用微波真空干燥機生產(chǎn)速溶桔粉，產(chǎn)品不僅保持了桔汁原有的顏色和風(fēng)味，而且保留的維生素C是噴霧干燥不可能達到的。日本成功地用微波干燥蛋黃粉。瑞典用2450MHz、80KW的微波面包殺菌防霉機，用于每小時(shí)加工4400磅面包片的生產(chǎn)線(xiàn)上。經(jīng)微波處理后，面包片的溫度由20℃上升到80℃，時(shí)間僅需1～2min，處理后的面包片的保存期由原來(lái)的3～4d延長(cháng)到30～60d。

我國從七十年代起開(kāi)始研制、推廣微波能應用技術(shù)和設備，當時(shí)研制的2450MHz、45KW隧道式微波干燥乳兒糕生產(chǎn)線(xiàn)，將原來(lái)需要烘烤6～8h的工藝縮短到9min內完成。早期研制出的各種規格微波干燥、殺菌、殺蟲(chóng)設備用于茶葉、中草藥、煙草、木材、皮革、蔬菜等的加工上。