微波加熱原理及特點(9頁)
""微波原理及特點微波是一種能量（不是熱量）形式，電磁波的一種，在介質中可以轉化為熱量。材料對微波的反應可以分為四種情況：（1）穿透微波（2）反射微波吸收微波（4）部分吸收微波介質從電結構上分為無極和有極分子電介質。通常它們無規則排列，如把它們置于交變的電場中，這些介質的極性分子取向會随電場極性的變化而變化，叫極化。外電場越強，極化作用越強，外電場極性變化越快，極化越快，分子的熱運動和相鄰分子間的摩擦作用也越劇烈。從而可實現電磁能向熱能的轉換。由極性分子所組成的物質，能較好地吸收微波，水是吸收微波最好的介質，所以凡含水的物質必定吸收微波。另一類由非極性分子組成，它們基本上不吸收或很少吸收微波，這類物質有聚氟乙烯、聚丙烯等塑料制品和玻璃、陶瓷等，它們能透過微波，而不吸收微波，這類材料可作為微波加熱用的容器或支承物，----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除----------------精品文檔----------------或做微波密封材料。對于導電的金屬材料，電波不能透入内部而被反射，金屬材料不能吸收微波。
微波加熱原理:通常，能加工領域中所處理的材料大多是介質材料，而介質材料由極性分子和非極性分子組成，都能不同程度地吸收微波。介質材料與微波電磁場相互耦合，會形成各種功率耗散從而達到能量轉化的目的。能量轉化的方式有許多種，如離子傳導、偶極子轉動、界面極化、磁滞、壓電現象、電緻伸縮、核磁共振、鐵磁共振等，其中離子傳導和偶極子轉動是微波加熱的主要原理。微波加熱是依靠物料吸收微波能并将其轉換成熱能，從而使物料本身整體同時升溫的加熱方式。常用的微波頻率有和。由于具有高頻特性，微波電磁場以數十億次/秒的驚人速度進行周期性變化，物料中的極性分子（典型的如水分子、蛋白質、核酸、脂肪、碳水化合物等）吸收了微波能以後，它們在微波電磁場的作用下呈有序性排列，改變了其原有的随機分布的取向。在高頻電磁場的作用下，這些極性分子亦以同樣的速度随交變電磁場的變化而做電----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除----------------精品文檔----------------場極性運動，就會引起分子的運動和轉動，緻使分子間頻繁碰撞而産生了大量的摩擦熱，并以熱的形式在物料内表現出來，從而導緻物料在短時間内溫度迅速升高、加熱或熟化。
微波加熱是介質材料自身損耗電場能量而發熱，它完全區别于其他的常規加熱方式。傳統加熱方式是根據熱傳導、對流和輻射原理使熱量從外部傳至物料，熱量總是由表及裡傳遞進行加熱物料，物料中不可避免地存在溫度梯度，故加熱的物料不均勻，緻使物料出現局部過熱。微波加熱是通過被加熱體内部偶極分子高頻往複運動，産生“内摩擦熱”而使被加熱物料溫度升高，不須任何熱傳導過程，就能使物料内外部同時加熱、同時升溫，加熱速度快且均勻，僅需傳統加熱方式的能耗的幾分之一或幾十份之一就可達到加熱目的。從理論分析，物質在微波場中所産生的熱量大小與物質種類及其介電特性有很大關系，即微波對物質具有選擇性加熱的特性。微波殺菌原理:----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除熱效應：在微波的作用下，物料中的有害菌、蟲害等微生物受到無極性熱運動和極性轉動兩方面的作用而改變其排列組合狀态及運動規律，使得微生物蛋白質結構發生變化，從而失去生物活性，使菌體死亡或受到嚴重幹擾而無法繁殖。非熱效應：主要是交變電磁場對生物體的作用。使微生物在其生命化學過程中所産生的大量電子、離子和其它帶電粒子的生物性排列組合狀态和運動規律發生改變。
另外，微波還可以導緻細胞分子結構中的氫鍵松弛、斷裂和重新組合，幹擾或破壞其正常的新陳代謝，誘發基因突變，從而中斷細胞的正常繁殖能力。微波加熱的特點：（1）穿透性加熱，加熱速度快。其穿透的距離，在理論上與電磁波波長同數量級。微波加熱是使被加熱物體本身成為發熱物體，稱之為整體加熱方式，不需要熱傳導的過程，因此能實現短時間内加熱。微波----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除----------------精品文檔----------------加熱時物體各部位不論形狀如何，通常都能均勻滲透電磁波，以産生熱量，介質材料加熱的無效性大大改（2）加熱均勻。微波加熱時，物體各部位不論形狀如何，通常都能均勻滲透微波産生熱量。因此均勻性大大改善。可避免外焦内生、外幹内濕現象；提高了産品質量，有利于食品物料品質的形成。（3）低溫短時滅菌。微波加熱滅菌是通過熱效應和非熱效應（生物效應）共同作用滅菌，因而與常規熱力滅菌比較，具有低溫、短時滅菌的特點。不僅安全、保險，而且能保持食品營養成分不被流失和破壞，有利于保持産品的原有品質，色、香、味、營養素損失較少，對維生素C、氨基酸的保持極為有利。
有實驗表明：曬幹的鮮菜其葉綠素、維生素等營養成分僅剩3%，陰幹則可以保持17%，熱風快速幹燥可保留到40%，微波幹燥則能保留60%—90%，微波升華幹燥則可保持新鮮時的97%。（4）微波膨化。利用微波的内部加熱特性，使得----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除----------------精品文檔----------------物料的内部迅速受熱升溫産生大量的蒸汽，内部大量蒸汽往外沖出，形成無數的微小孔道，使物料組織膨脹、疏松。與油炸幹燥式的膨化相比，不破壞物料的原有的成分，有容易變質及低熱量的優點。（5）選擇性加熱。微波對不同性質的物料有不同的作用，因為水分子對微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量較底的部位；物料中水比幹物質吸收微波的能力強，故水受熱高于幹物質，這有利于水分溫度上升，促使水分蒸發，也有利于幹物質發生過熱現象，這對減小營養和風味的破壞極為有利。選擇性加熱的特點有：自動平衡吸收微波，避免物料加熱幹燥時發生焦化。（6）節能高效。微波對不同物質有不同的作用，微波加熱時，被加熱物一般都是放在金屬制造的加熱室内，加熱室對微波來說是一個封閉的空腔，微波不能外洩；外部散熱損失少，隻能被加熱物體吸收，加熱室的空氣與相應的容器都不會發熱，沒有額外的熱能損耗，所以熱效率極高；同時，工作場所的環境也不會因此升高，環境條件明顯改善。
所以節能、省電，----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除----------------精品文檔----------------一般可節省30%—50%。（7）易于控制。實現自動化生産微波加熱幹燥設備隻要操作控制控制旋紐即可瞬間達到升降開停的目的。因為在加熱時，隻有物體本身升溫，爐體、爐膛内空氣均無餘熱，因此熱慣性極小，沒有熱量損失，應用微機控制可對産品質量自動監測，特别适宜于加熱過程中和加熱工藝規範的自動化控制。 （8）改善勞動條件，節省占地面積。 微波加熱設 備無餘熱、無樣品污染問題，容易滿足食品衛生要求， 本身又不發熱、不輻射熱量，所以大大改善了勞動條 件，而且設備結構緊湊，節省廠房面積。 綜上所述，微波加熱技術的采用具有快速、保持營 養與風味、均勻、消毒殺菌、節能、衛生、安全、無 污染、高效、方便、可控、投資小、有利于提高産品 質量、延長貨架期、改善勞動條件、實現生産自動化 等優點，是一項值得推廣的先進技術。 微波加熱禁忌： 1、忌再冷凍經微波爐解凍過的肉類：因為肉類在 ----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除 ----------------精品文檔----------------微波爐中解凍後，實際上已将外面一層低溫加熱了， 在此溫度下細菌是可以繁殖的，雖再冷凍可使其繁殖 停止，卻不能将活菌殺死。
已用微波爐解凍的肉類， 如果再放入冰箱冷凍，必須加熱至全熟。 2、忌油炸食品：因高溫油會發生飛濺導緻火災。 如萬一不慎引起爐内起火時，切忌開門，而應先關閉 電源，待火熄滅後再開門降溫。 3、忌超時加熱：食品放入微波爐解凍或加熱，若 忘記取出，如果時間超過 小時，則應丢掉不要，以免引起食物中毒。 4、忌用普通塑料容器：使用專門的微波爐器皿盛 裝食物放入微波爐中加熱，一是熱的食物會使塑料容 器變形，二是普通塑料會放出有毒物質，污染食物， 危害人體健康。 5、忌用金屬器皿：因為放入爐内的鐵、鋁、不鏽 鋼、搪瓷等器皿，微波爐在加熱時會與之産生電火花 并反射微波，既損傷爐體又加熱不熟食物。 6、忌使用封閉容器：加熱液體時應使用廣口容器， 因為在封閉容器内食物加熱産生的熱量不容易散發， ----------------【精品文檔】如有侵權，請聯系網站删除 ----------------精品文檔----------------使容器内壓力過高，易引起爆破事故。即使在煎煮帶 殼食物時，也要事先用針或筷子将殼刺破，以免加熱 後引起爆裂、飛濺弄髒爐壁，或者濺出傷人。 7、忌将微爐置于卧室：同時應注意不要用物品覆 蓋微波爐上的散熱窗栅。 8、忌長時間在微波爐前工作：開啟微爐後，人應 遠離微波爐或人距離微波爐至少在1 米之外。
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