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技術(shù)文章

微波加熱干燥殺菌原理

閱讀：2537發(fā)布時間：2012-3-30

　　微波加熱干燥的原理
　　
　　微波是一種波長極短的電磁波（即電磁波長從1毫米到1米的范圍）它和無線電波、紅外線、可見光一樣都屬于電磁波。微波是頻率在300兆赫至300千兆赫、具有穿透特性的電磁波，常用的微波頻率為915MHz和2450MHz。微波加熱技術(shù)是依靠以每秒幾億次速度進行周期變化的微波穿透物料內(nèi)，與物料的極性分子相互作用，物料中的極性（比如水分子）吸收微波后，改變其原有的分子結(jié)構(gòu)亦以同樣的速度作電場極性運動，致使彼此間頻繁碰撞而產(chǎn)生大量的摩擦熱，從而使物料內(nèi)各部分在同一瞬間獲得熱能而升溫，相繼產(chǎn)生熱化、膨化和發(fā)生水分蒸發(fā)，達到加熱干燥的目的。
　　
　　微波在快速變化的高頻電磁場中與物質(zhì)分子相互作用下，被吸收而產(chǎn)生熱效應(yīng)，把微波能量直接轉(zhuǎn)換為介質(zhì)熱能，微波被物體吸收后，物體自生發(fā)熱，加熱從物體內(nèi)部、外部同時開始，能做到里外同時加熱，不同的物質(zhì)吸收微波的能力不同，其加熱效果也各不相同，這主要取決于物質(zhì)的介質(zhì)損耗。水是吸收微波很強烈的物質(zhì)，一般含有水分的物質(zhì)都能用微波來進行加熱，快速均勻，達到很好的干燥效果。
　　
　　微波加熱殺菌的原理
　　
　　微波殺菌是利用電磁波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用下的結(jié)果。微波熱效應(yīng)是指生物細胞是由水、蛋白質(zhì)、核酸，碳水化合物，脂肪和列機物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚態(tài)介質(zhì)。該介質(zhì)在強微波場的作用下，溫度升高。其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或破壞，蛋白質(zhì)變性，影響其溶解度、粘度、膨脹性、穩(wěn)定性，從而失去生物活性。
　　
　　微波生物效應(yīng)是指微波作用能改變生物性排列聚合狀態(tài)及其運動規(guī)律，而且微波場感應(yīng)的離子流，會影響細胞膜附近的電荷分布，導(dǎo)致膜的屏障作用受到損傷，影響NA-K泵的功能，產(chǎn)生膜功能障礙，從而干擾或破壞細胞的正常新陳代謝功能，導(dǎo)致細菌生長抑制、停止或死亡。此外，決定細胞正常生長和穩(wěn)定遺傳繁殖的核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）在微波場力的作用下可導(dǎo)致氫鍵松弛、斷裂和重組。誘發(fā)遺傳基因突變或染色體畸變，從而影響其生物活性的改變，延緩或中斷細胞的穩(wěn)定遺傳和增殖。微波的生物（非熱）效應(yīng)在殺菌中起到了常規(guī)物理殺菌所沒有的特殊作用。
　　
　　微波殺菌、保鮮是微波熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波的熱效應(yīng)主要起快速升溫殺菌作用，而非熱效應(yīng)則使用微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)發(fā)生變異，而喪失活力或死亡。因此，微波殺菌溫度低于常規(guī)方法。常規(guī)的方法殺菌溫度要在100度以上，時間要在十幾分鐘至幾十分鐘，而微波殺菌溫度僅在70到90度之間，時間約為幾分鐘即可。

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