微波加热技术的原理

微波加热技术是依靠物料吸收微波能并将其转换成热能，从而使物料本身整体同时升温的加热方式。

而微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

由于具有高频特性，微波电磁场以数十亿次/秒的惊人速度进行周期性变化，物料中的极性分子（典型的如水分子、蛋白质、核酸、脂肪、碳水化合物等）吸收了微波能以后，它们在微波电磁场的作用下呈有序性排列，改变了其原有的随机分布的取向。

在高频电磁场的作用下，这些极性分子亦以同样的速度随交变电磁场的变化而做电场极性运动，就会引起分子的运动和转动，致使分子间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热，并以热的形式在物料内表现出来，从而导致物料在短时间内温度迅速升高、加热或熟化。?

微波加热技术的常用频率

因为微波技术应用极为广泛，特别是通信领域，为了避免相互间的干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体规定。分给工业、科学和医学用的频率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫，与通信频率分开使用。

目前国内用于工业微波加热的常用频率为915MHz和2450MHz。微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。

微波加热技术的优势分析（与传统加热技术相比较）

传统加热方式与微波加热方式

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// 加热均匀 //

微波加热时，物体各部位不论形状如何，通常都能均匀渗透微波产生热量。因此均匀性大大改善。可避免外焦内生、外干内湿现象；提高了产品质量，有利于食品物料品质的形成。??

// 穿透性加热，加热速度快 //

其穿透的距离，在理论上与电磁波波长同数量级。微波加热是使被加热物体本身成为发热物体，称之为整体加热方式，不需要热传导的过程，因此能实现短时间内加热。微波加热时物体各部位不论形状如何，通常都能均匀渗透电磁波，以产生热量，介质材料加热的无效性大大改善。

// 微波膨化 //

利用微波的内部加热特性，使得物料的内部迅速受热升温产生大量的蒸汽，内部大量蒸汽往外冲出，形成无数的微小孔道，使物料组织膨胀、疏松。与油炸干燥式的膨化相比，不破坏物料的原有的成分，有容易变质及低热量的优点。??

// 低温短时灭菌 //

微波加热灭菌是通过热效应和非热效应（生物效应）共同作用灭菌，因而与常规热力灭菌比较，具有低温、短时灭菌的特点。不仅安全、保险，而且能保持食品营养成分不被流失和破坏，有利于保持产品的原有品质，色、香、味、营养素损失较少，对维生素C、氨基酸的保持极为有利。有实验表明：晒干的鲜菜其叶绿素、维生素等营养成分仅剩3%，阴干则可以保持17%，热风快速干燥可保留到40%，微波干燥则能保留60%—90%，微波升华干燥则可保持新鲜时的97%。??

// 选择性加热 //

微波对不同性质的物料有不同的作用，因为水分子对微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较底的部位；物料中水比干物质吸收微波的能力强，故水受热高于干物质，这有利于水分温度上升，促使水分蒸发，也有利于干物质发生过热现象，这对减小营养和风味的破坏极为有利。选择性加热的特点有：自动平衡吸收微波，避免物料加热干燥时发生焦化。??

// 高效节能 //

微波对不同物质有不同的作用，微波加热时，被加热物一般都是放在金属制造的加热室内，加热室对微波来说是一个封闭的空腔，微波不能外泄；外部散热损失少，只能被加热物体吸收，加热室的空气与相应的容器都不会发热，没有额外的热能损耗，所以热效率极高；同时，工作场所的环境也不会因此升高，环境条件明显改善。所以节能、省电，一般可节省30%—50%。??

// 控制简单 //?

实现自动化生产微波加热干燥设备只要操作控制控制旋纽即可瞬间达到升降开停的目的。因为在加热时，只有物体本身升温，炉体、炉膛内空气均无余热，因此热惯性极小，没有热量损失，应用微机控制可对产品质量自动监测，特别适宜于加热过程中和加热工艺规范的自动化控制。??

// 改善劳动条件，节省场地 //

微波加热设备无余热、无样品污染问题，容易满足食品卫生要求，本身又不发热、不辐射热量，所以大大改善了劳动条件，而且设备结构紧凑，节省厂房面积。??

总之，微波加热技术的采用具有快速、均匀、消毒杀菌、节能、卫生、安全、无污染、高效、方便、可控、投资小等多种优点。它已经作为一项新能源被研发出了更多的应用方向。