微波加熱和滅菌殺蟲(chóng)原理-震華干燥

1．微波加熱原理

微波具有波動(dòng)性、高效性、熱特性和非熱特性四大基本特性。微波能夠滲透到物料內(nèi)部，使物料內(nèi)部的分子相互作用而轉(zhuǎn)化為熱能。現(xiàn)有理論對(duì)微波加熱機(jī)制的描述一般是從極性分子及離子在微波場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)和電遷移這兩個(gè)角度來(lái)進(jìn)行的。

物料中的分子從電結(jié)構(gòu)看，一類分子叫無(wú)極性分子，另一類叫有極性分子。極性分子在無(wú)外界電場(chǎng)作用時(shí)，雖然整個(gè)分子不帶電，但由于分子的正負(fù)電荷中心不重合，分子呈現(xiàn)極性。由于極性的存在，整個(gè)極性分子存在偶極矩。當(dāng)處于靜電場(chǎng)中時(shí)，極性分子的排列方向?qū)㈦S之發(fā)生改變。如果將其置于交變的電場(chǎng)之中，這些介質(zhì)的極性分子取向也隨著電場(chǎng)的極性變化而變化，這種現(xiàn)象稱為極化。外加電場(chǎng)越強(qiáng)，極化作用也就越強(qiáng)，外加電場(chǎng)極性變化得越快，極化得也越快，分子的熱運(yùn)動(dòng)和相鄰分子之間的摩擦作用也就越劇烈。當(dāng)被加熱物質(zhì)放在微波場(chǎng)中時(shí)，其極性分子隨微波頻率以每秒幾十億次的高頻來(lái)回?cái)[動(dòng)，迅速產(chǎn)生大量的熱能。

2．微波滅菌殺蟲(chóng)原理

水分子本身就是一種極性分子。因此，含有水分的物料處于微波場(chǎng)中時(shí)，微波電磁場(chǎng)對(duì)物料的作用有兩方面的效果：一是微波能量轉(zhuǎn)化為物料熱能而對(duì)物料加熱，另一種則是物料中的生物活性組成部分（如蛋白質(zhì)或酶）或混合物（如細(xì)菌、霉菌等）相互作用，使它們的生理活性得到抑制或激勵(lì)。前者稱為對(duì)物料的加熱效應(yīng)，后者則稱為非熱或生物效應(yīng)。

微波加熱方式是瞬間穿透式加熱，被加熱的物料直接吸收微波能而即刻生熱，因而速度快且內(nèi)外受熱均勻。同時(shí)，物料中的微生物也會(huì)吸收微波能而使溫度升高，破壞菌體中的蛋白質(zhì)成分，起到殺死微生物的作用。另一方面，細(xì)菌處在微波電場(chǎng)環(huán)境下，受到電磁場(chǎng)作用，細(xì)菌賴以生存的細(xì)胞膜與外界交換營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的“離子通道”關(guān)閉，正常的生理活動(dòng)受到干擾停頓，造成細(xì)胞膜的瞬間破裂，成為細(xì)菌致死的重要原因。

總地來(lái)看，微波加熱和滅菌殺蟲(chóng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

w        微波加熱是由微波能量深入物體內(nèi)部轉(zhuǎn)為熱量使物料升溫，不依靠熱傳導(dǎo)，能夠?qū)ξ锪险w里外同時(shí)加熱，物料內(nèi)外溫差小，溫度分布均勻，物料表面不易結(jié)硬殼；

w        微波加熱熱效率高，溫升迅速，預(yù)熱時(shí)間短，加熱均勻，節(jié)省能源；

w        加熱物料無(wú)熱慣性，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)物料加熱溫升狀態(tài)的控制；

w        電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)，在低溫60℃左右對(duì)細(xì)菌、霉菌和蟲(chóng)卵有很好的殺滅作用。用于食品加工，既不污染食品，也不污染環(huán)境，而且不破壞食品的營(yíng)養(yǎng)成分。此外，對(duì)于木材，還有改進(jìn)木材柔韌性的作用。

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