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微波種高頻率電磁波其頻率范圍約300～300 000MHz(相應(yīng)波長100～0．1cm)300MHz至300GHz之間．具有波動(dòng)性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性微波作種電磁波也具有波粒二象性．微波量子能量1 99×l0 -25～ 1．99×10-22j．與生物組織相互作用主要表現(xiàn)熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)微波能夠透射生物組織內(nèi)部使偶極分子和蛋白質(zhì)極性側(cè)鏈極高頻率振蕩引起分子電磁振蕩等作用增加分子運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致熱量產(chǎn)生微波還能夠?qū)滏I、疏水鍵和范德華產(chǎn)生作用使其重新分配從而改變蛋白質(zhì)構(gòu)象與活性生物體非熱特性 生物效應(yīng)微波重要特性之已成醫(yī)學(xué)、細(xì)胞學(xué)等方面研究重要方面同時(shí)也能微波理療或微波手術(shù)等方面提供理論依據(jù) 隨著人們對微波加熱技術(shù)認(rèn)識(shí)深入已引起了許多科學(xué)工作者關(guān)注并些方面進(jìn)行了深入而廣泛研究
1．1 微波特性
1．1．1 選擇性加熱
物質(zhì)吸收微波能力主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定介質(zhì)損耗因數(shù)大
物質(zhì)對微波吸收能力強(qiáng)相反介質(zhì)損耗因數(shù)小物質(zhì)吸收微波能力也
弱由于各物質(zhì)損耗因數(shù)存差異微波加熱表現(xiàn)出選擇性加熱特點(diǎn)
物質(zhì)同產(chǎn)生熱效也同水分子屬極性分子介電常數(shù)較大其介質(zhì)
損耗因數(shù)也大對微波具有強(qiáng)吸收能力而蛋白質(zhì)、碳水化合物等介電常
數(shù)相對較小其對微波吸收能力比水小得多因此對于食品來說含水量
多少對微波加熱效影響大
1．1．2 穿透性
微波比其用于輻射加熱電磁波紅外線、遠(yuǎn)紅外線等波長更長因
此具有更好穿透性微波透入介質(zhì)時(shí)由于介質(zhì)損耗引起介質(zhì)溫度升高
使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時(shí)加熱升溫形成體熱源狀態(tài)大大縮短了常規(guī)
加熱熱傳導(dǎo)時(shí)間且條件介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系時(shí)
物料內(nèi)外加熱均勻致
1．1．3 熱慣性小
微波對介質(zhì)材料瞬時(shí)加熱升溫能耗也低另方面微波輸出功
率隨時(shí)調(diào)介質(zhì)溫升無惰性隨之改變存余熱現(xiàn)象極有利于
自動(dòng)控制和連續(xù)化生產(chǎn)需要
1．2 微波生物效應(yīng)機(jī)制
當(dāng)微波作用于生物體時(shí)生物控制系統(tǒng)作用和調(diào)節(jié)下生物體必要建立新平衡狀態(tài)適應(yīng)外界電磁環(huán)境條件變化因此也必產(chǎn)生某些生物效應(yīng)．微波生物效應(yīng)主要由微波熱效應(yīng)其次非熱效應(yīng)所引起．
1．2.1 微波熱效應(yīng)
微波對生物體熱效應(yīng)指由微波引起生物組織或系統(tǒng)受熱而對生物體產(chǎn)生生理影響．熱效應(yīng)主要生物體內(nèi)有極分子微波高頻電場作用下反復(fù)快速取向轉(zhuǎn)動(dòng)而摩擦生熱；體內(nèi)離子微波作用下振動(dòng)也會(huì)振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化熱量；般分子也會(huì)吸收微波能量使熱運(yùn)動(dòng)能量增加．生物體組織吸收微波能量較少借助自身熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過血循環(huán)吸收微波能量(熱量)散發(fā)至全身或體外．微波功率強(qiáng)生物組織吸收微波能量多于生物體所能散發(fā)能量則引起該部位體溫升高．局部組織溫度升高產(chǎn)生系列生理反應(yīng)使局部血管擴(kuò)張并通過熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)使血循環(huán)加速組織代謝增強(qiáng)白細(xì)胞吞噬作用增強(qiáng)促進(jìn)病理產(chǎn)物吸收和消散等．
1．2.1.1 微波加熱優(yōu)點(diǎn)
微波自身特性決定了微波具有下優(yōu)點(diǎn):
(1)加熱迅速均勻需熱傳導(dǎo)過程且具有自動(dòng)熱平穩(wěn)性能避免過熱
(2)加熱質(zhì)量高營養(yǎng)破壞少能大限度保持食物色、香味減少食物維生素破壞
(3)安全衛(wèi)生無污染對食品殺菌能力強(qiáng).因微波能控制金屬制成加熱室內(nèi)和波導(dǎo)管工作所微波泄露被有效抑制沒有放射線危害及有害氣體排放產(chǎn)生余熱和粉塵污染既污染食物也污染環(huán)境微波殺菌除了熱效應(yīng)之外還有生物效應(yīng)許多病菌微波加熱100℃時(shí)全部被殺死
(4)節(jié)能高效由于含有水分物質(zhì)極易直接吸收微波而發(fā)熱沒有經(jīng)過其間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)因此除少量傳輸損耗外幾乎無其損耗比般常規(guī)加熱省電約30%^-50%
(5)具有快速解凍功能微波場凍結(jié)食品從內(nèi)外同時(shí)吸收微波能量使凍結(jié)食品整體發(fā)熱容易形成整體均解凍縮短解凍時(shí)間迅速越過50C - 0℃易發(fā)生蛋白質(zhì)變性、食品變色變味溫度帶保持食品品質(zhì)致下降