微波加熱在食品加工中的應用
微波加熱技術
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微波加熱原理
能夠吸收微波能轉化為熱能的物質，通常稱為微波介質。由于組成微波介質的分子基本上都是極性分子，所以微波對介質的加熱機理主要是分子極化加熱。所謂的極性分子，又稱為電偶極子或偶極子，在無外加電場作用時，極性分子的熱運動使其排列雜亂無章，極性分子的極性相互抵消，物質整體對外呈現電中性。
如果将極性分子物質置于電場中，在電場作用下，極性分子就會按電場的方向排列，這種現象稱為極性分子的轉向極化。
電場越強極化作用越強，當電場消失後，極性分子又恢複為常态(雜亂無章的無序排列);當電場方向改變時，極性分子也随之改變方向(按相反方向有序排列);當電場方向反複變化時，極性分子也會随之反複變化方向極性分子在外加電場作用下進行擺動過程中，極性分子間将産生碰撞和摩擦：若外加電場的變化頻率很高，則極性分子間的碰撞和摩擦将加劇，從而産生熱。
極性分子的高速擺動，自身也将産生熱：即極性分子在外加電場作用下進行的這種擺動，把電場能轉化為熱能。如果将極性分子物質置于變化頻率為電場中，則極性分子将以每秒鐘24.5億次的速度擺動，産生大量的運動熱和碰撞摩擦熱，實現了将微波的電場能轉化為熱能：這就是介質吸收微波能進行加熱的機理。
由以上分析可見，利用微波對介質進行加熱，介質所産生的熱量是與介質本身的性質、微波的電場強度以及微波的頻率等因素有關。
微波加熱的特點
微波加熱與傳統的加熱方式有着明顯的差别。
微波加熱時，微波進入到物質内部，微波電磁場與物質相互作用，使電磁場能量轉化為物質的熱能，是體積性加熱，溫度梯度是内高外低;而傳統的加熱方式是外部熱源通過熱輻射、傳導、對流的方式，把熱量傳到被加熱物質的表面，使其表面溫度升高，再依靠傳導使熱量由外部傳至内部，溫度梯度是外高内低。
微波熱處理與普通熱處理還有一個顯著的不同是在微波熱處理中，物質總是處在微波電磁場中， 内部粒子的運動，除像普通熱處理那樣遵循熱力學規律之外，還要受到電磁場的影響，溫度越高，離子活性越大，受電磁場的影響越強烈。
微波加熱有以下優點：
1、加熱迅速，省時省電：利用微波加熱時，食物内、外同時發熱，故微波加熱比傳統加熱要快，省時省電。
2、加熱均勻：由于微波的透射作用，它能深入到介質的内部，使其内、外同時加熱。故不會出現傳統加熱外焦、内生的現象。
3、整個加熱過程清潔衛生：利用微波加熱不會産生煙塵等二次污染，故整個烹饪過程清潔衛生，并且不影響環境溫度。
4、烹饪的食品質量好：由于微波加熱時間短，可以Z大限度保留食品中的維生素等營養成分，能較好保持食品的色、香、味、質。
另外，微波加熱過程容易控制，使用操作方便，安全可靠。
微波加熱在食品加工中的應用
微波加熱技術是一種使物料内部幹燥滅菌的技術，它能對物體進行穿透式的加熱，通過水分子震蕩産生熱量，比傳統加熱方式的速度快10倍～20倍。微波加熱具有就地加熱、選擇性加熱、場強高溫、高頻高溫、穿透力強、安全性高的特點。
微波加熱技術可應用于肉及肉制品、禽、蛋及蛋制品、魚、貝、蔬菜制品、果汁、果醬、豆乳、大豆濃縮物、奶及奶制品、調味品等領域，應用範圍比較廣泛。
微波加工對食品營養成分的影響一直都是人們關注的問題，國内外許多科技工作者對此做了大量的研究工作。
1、對維生素的影響：
由于微波加熱的時間短，對維生素的破壞要明顯小于傳統的加熱工藝，尤其對于維生素B1、B6、VC等熱敏性維生素更是有效。
2、對蛋白質的影響：
由于一部分蛋白質屬于極性分子，并且微波過程中必然會使物料溫度升高，勢必造成蛋白質變性，但這種變性和傳統熱變性并沒有質構上的差異，并且由于微波效率快，而被很多乳制品企業應用。
有很多文獻說明微波對牛奶中蛋白質含量影響很小，對醬油中的重要指标：氨基酸态氮和總氮也無破壞作用。但因為微波也會引起物料溫度升高，過度加熱會使蛋白質變性過度，或者與糖結合發生美拉德反應，不利于蛋白質的利用率。
3、對脂肪的影響：
由于微波作用于偶極分子，脂肪為非極性化合物，因此微波對脂肪幾乎沒有作用，而對物料中的極性分子産生震蕩加熱作用，也正是這個原因，微波目前已經開始應用于油脂的熱萃取工藝中，形成一種更加有效的萃取工藝，微波萃取(MAE)，微波由于其自身的穿透性，比傳統加熱萃取具有萃取時間短、萃取率高、溶劑用量小等優勢。傳統索氏抽提提取一種油脂需要幾個小時，而MAE隻需要幾分鐘。
4、對碳水化合物的影響：
微波環境中，食品中的碳水化合物也會如蛋白類物質一樣會發生熱變化，甚至比傳統加熱工藝更加嚴重，這主要是因為微波加熱效率高的緣故，比如美拉德反應、糖焦化、澱粉糊化等。因此在實際生産中應對糖類物質的褐變進行考量。也有文獻指出，微波作用下美拉德反應模拟系統的揮發性風味成分及褐變程度會因CaCl2、NaCl和FeCl2等電解質的加入而增加，且其中的揮發性成分也會因系統pH值的不同而異。
微波加熱在木材加工中的應用
微波用于木材幹燥有兩種方法，即利用微波快速幹燥木材和利用木材的介電性質均衡其含水率。微波再幹可以防止過幹，并使單闆較為柔軟，幹燥後因劈裂或破壞的降等，微波再幹單闆少于熱空氣再幹單闆。
微波幹燥木材今後可能用在兩段幹燥的第二階段，即用于幹燥低含水率階段，可充分發揮其幹燥的特長，又能适當降低能耗。微波幹燥木材的原理是以濕木材作電介質，在微波電磁場的作用下，引起木材中水分子極化，同時由于電磁場的頻繁交變，使水分子高速頻繁的擺動，摩擦生熱，從而加熱幹燥木材。
1、提升了幹燥的速度
根據微波加熱的原理我們可以知道，與傳統的加熱方式不同，微波加熱的熱量擴散是由内向外的，而不是傳統的由外向内。
這種加熱方式的優點是，加熱過程與木材的厚度沒有較大的關系，在内部的汽化過程中，加熱的體積會沿着木材的厚度同時熱透，加熱的熱量梯度與水分含量的變化梯度一緻，能夠在較短的時間内幹燥木材。而傳統的加熱方式，外表加熱的溫度要高于内部的汽化溫度，不僅造成了熱量的損失，其木材的ZX常由于幹燥不徹底，影響了使用效果。
2、提升了木材的幹燥質量
木材在幹燥過程中，要避免幹燥不均勻造成的開裂和變形現象的發生，提高幹燥的質量，從而提高木材的應用價值，促進企業經濟效益的提升。但是傳統的除濕幹燥和真空幹燥等方法不能在有效的時間内均勻加熱，木材各個部位的膨脹系數和幹縮系數不一緻，造成了開裂變形等，需要技術控制才能夠盡量避免。
通過微波加熱技術的應用，減少了質量問題出現的機率，在水分加熱極化後，能夠迅速的将熱量均勻的排出，保證了幹縮和膨脹系數的統一，提高了木材的幹燥質量。
3、可保持木材原有的色澤
溫度越高、作用時間越長、含水率越高則木材變色越快。木材微波幹燥周期與常規幹燥相比要縮短幾十至上百倍，而且每次加熱要經過由低溫到高溫的過程，因而在高溫下停留的時間更短，所以用微波幹燥木材幾乎不改變木材的原色澤。
4、可直接幹燥木制半成品
木材微波幹燥設備Z大的特點是能幹燥木制品的半成品。微波直接幹燥成型的木材，不變形、不開裂、不損壞木材。并且占用的場地面積小，具有一定程度的殺蟲功能。
微波幹燥是以清潔的電作能源，由于我國電力日趨豐富，已步入世界電力大國，電價與煤價的比相對在逐漸降低，故微波幹燥等以電為能源的幹燥方法會有明顯的增長趨勢。微波幹燥未來在解決厚材、珍貴材和難幹材方面可能發揮重要作用。當然，微波幹燥也可用于小徑原木、單闆、薄木及碎料的幹燥。
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