Foodjx導(dǎo)讀：隨著食品
微波加工設(shè)備——家用微波爐以及工業(yè)微波爐的進(jìn)一步發(fā)展，社會生活節(jié)奏的進(jìn)一步加快，人們對
方便食品需求越來越大，微波食品以及微波加工食品得到了迅速發(fā)展。因此，國內(nèi)食品行業(yè)中已廣泛使用微波能設(shè)備來達(dá)到食品干燥、殺菌、保鮮、膨化之目的；尤其在食品研發(fā)新產(chǎn)品過程中，帶來便利，提高研制效率，縮短科研周期，加速資金的周轉(zhuǎn)，增加了財源，取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。微波能應(yīng)用現(xiàn)已被國內(nèi)很多食品、醫(yī)藥、化工企業(yè)采用，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域，并將產(chǎn)品推向市場，占領(lǐng)很多市場，取得較大的成果。
一、我國的微波能應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、醫(yī)療等方面均有成功應(yīng)用的事例。而就其中機(jī)理來看主要有二類應(yīng)用：
1、利用其熱效應(yīng)，如加熱干燥，主要有食品的加熱、烹制、焙烤、漂燙、煮白、烘干，工業(yè)產(chǎn)品的加熱烘干，農(nóng)副產(chǎn)品的脫水干燥、陶瓷工業(yè)的預(yù)烘、燒結(jié)、橡膠加熱硫化、油脂精煉、印染預(yù)固色、印刷上光干燥等。
2、利用其非熱效應(yīng)，如白酒的醇化、催熟；食品、藥材的殺菌；中止發(fā)酵、檢疫、育種、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，微波殺菌等。微波用于醫(yī)療方面也有其熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)的不同理解。
可以看出微波應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣闊，但要真正用好并不容易，我們必須充分認(rèn)識它的*性及局限性，才能在使用時得心應(yīng)手取得成效。為此我們來認(rèn)識它的*之處。
1、節(jié)能，由于含有水份的物品極易吸收微波而發(fā)熱，微波是直接對物料進(jìn)行作用，因而沒有額外的熱能損失，爐內(nèi)的空氣專心致志相應(yīng)的容器都不會發(fā)熱，所以熱效率*，生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善，與遠(yuǎn)紅外加熱相比可節(jié)電30%，設(shè)備能即開即用，沒有熱慣性，操作靈活方便，所以即時發(fā)熱與停止加熱體現(xiàn)了節(jié)能與易于控制的優(yōu)點。
2、選擇性加熱，因為水分子對微波吸收，所以含水量高的部分，吸收微波功率多于含水量較低的部分，這就是選擇性加熱的特點，利用這一特點可以做到均勻加熱和均勻干燥。
3、微波殺菌的特點：微波殺菌的效果是好的。微波分別對各種菌種的試驗結(jié)果表明，微波殺菌溫度值低于常規(guī)方法。微波食品殺菌試驗也同樣證實了這一結(jié)論。常規(guī)方法殺菌溫度是120~140℃，時間約一小時。微波殺菌的溫度70~105℃，時間約90~180秒。
微波殺菌的效果，一般由熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)二種因素造成。然而，不達(dá)到一定的溫度，不能看到殺菌效果。微波殺菌，內(nèi)外同時致熱，迅速升溫，加快了殺菌的速度。其分三個階段，*階段，是迅速升溫，到達(dá)預(yù)定的殺菌溫度。此時宜采用較強(qiáng)的均勻能量密度；第二階段，是保溫過程，使殺菌材料的溫度處于溫度均衡的過程，完善殺菌過程，此階段宜采用功率密度較低；第三階段，是冷卻過程或強(qiáng)制冷卻過程。由于受污染的菌種不同，殺菌溫度和殺菌時間也不同。殺菌溫度高于100℃，必須在高氣壓條件下進(jìn)行。
由于微波殺菌的時間很短，用于食品殺菌，就較少的破壞食品的營養(yǎng)成分，改善食品的質(zhì)量。有時微波殺菌和食品工藝結(jié)合起來，既保持原有食品的風(fēng)味，并比傳統(tǒng)加工食品的方法較*地進(jìn)行殺菌。微波食品殺菌和包裝技術(shù)相結(jié)合，可以將保存期延長到三個月以上。包裝食品的大量生產(chǎn)，可望大幅度地減輕家庭勞動量。微波殺菌的方法，可使用于眾多的領(lǐng)域，如食品、中成藥、生物制品、中藥材、醬油、
飲料、瓦楞紙防霉、果樹表層病變治療等等。
二、應(yīng)用微波能技術(shù)必須掌握的原則
雖然微波能可以在各領(lǐng)域中得到有效的利用，但要獲得成功必須謹(jǐn)慎從事，以下討論的是推廣應(yīng)用這項新技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)注意解決的問題。
1、要充分了解被處理材料在微波電磁場中的理化性質(zhì)，從而充分利用微波處理的有利特性。
2、對經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，理先必須充分估計。
應(yīng)用微波技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)，必須重視經(jīng)濟(jì)效益的提高。早期許多項目的失敗，往往不是技術(shù)上的問題，而是經(jīng)濟(jì)效益不夠好。微波能應(yīng)用設(shè)備是*產(chǎn)品。通過近二十年來的努力，我國微波能應(yīng)用設(shè)備的開發(fā)生產(chǎn)水平已有了很大的提高，優(yōu)化設(shè)計，質(zhì)量提高，降低成本，提高自動化程度，售后服務(wù)有保障。從而使得微波能應(yīng)用設(shè)備的用戶在近些年來，呈加速增長趨勢。
而用戶則應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用微波能以后，能對產(chǎn)品質(zhì)量的提高帶來多大的好處，能節(jié)省多少能量，能提高多少產(chǎn)量。理論上每千瓦小時微波電能可使1.39公斤的水汽化，由于線路損耗及腔體效率等因素，實際效果為1.1公斤/千瓦小時。
用戶可根據(jù)待處理材料初始與zui終含水量之差及產(chǎn)量的要求來估算所需的微波功率。并根據(jù)微波設(shè)備的投資費用估計初建成本，從而計算經(jīng)濟(jì)效益。多數(shù)情況下由于應(yīng)用微波后的節(jié)能效果突出，直接效益十分明顯。有些場合直接經(jīng)濟(jì)效益并不明顯，甚至增加成本，如用微波對食品進(jìn)行殺菌，因為增加了一道工序，成本似會上升，但由于延長了保鮮期減少了商品損失，總體效益仍是好的，而且對人民健康帶來好處的社會效益更是值得稱道。
3、、設(shè)備制造者與使用者，要共同努力，使設(shè)備性能的改進(jìn)與產(chǎn)品工藝的調(diào)整緊密結(jié)合，才能取得成功。
熱風(fēng)加熱
微波
微波
遠(yuǎn)紅外
a、用微波能作zui后干燥、殺菌b、用微波能預(yù)熱、殺菌
（微波熱風(fēng)設(shè)備）（微波紅外設(shè)備）
紫外線
微波加熱
光波
強(qiáng)制風(fēng)冷
C、用微波與紫外線、光波結(jié)合（紫微光設(shè)備）干燥、
殺菌設(shè)備 【圖1-1混合型微波應(yīng)用設(shè)備】
其中圖（a）主要適合于高含水量產(chǎn)品的干燥。由于水的汽化熱很高，因此需要相當(dāng)大的能量才能有效干燥，所以，只在常規(guī)干燥不太有效區(qū)段利用，微波能才比較經(jīng)濟(jì)合理。在含水量大的物料中，盡可能先用機(jī)械方法（如吸水、擠壓或離心手段）去除水分，然后使用常規(guī)熱風(fēng)干燥爐，用熱風(fēng)吹過物料表面來提供所需的汽化熱。這種干燥技術(shù)的效率，隨著干燥的進(jìn)行而下降。主要是因為表面蒸發(fā)速率越過物料內(nèi)部水分向表面的遷移速率。于是出現(xiàn)外干內(nèi)潮的現(xiàn)象。加之一般干燥物料導(dǎo)熱低，因而干燥過程變得十分緩慢。結(jié)果使得干燥爐有效長度增加、占地增大，而且由于干燥爐體熱損失引起能量的浪費。
在干燥速率開始下降的低含水干燥區(qū)段，利用微波能的滲透加熱特性，可使物料內(nèi)部的殘留水份很快地向表面遷移蒸發(fā)。此外，常常也向微波干燥器中鼓入熱風(fēng)，以便更有效地排出水汽‘獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
圖（b）主要用于橡膠制品的連續(xù)硫化。由于橡膠熱傳導(dǎo)極差，采用常規(guī)加熱硫化往往需要很長時間，才能使制品整個斷面達(dá)到所需的硫化溫度。而且，常出現(xiàn)表面過硫化或中心欠硫化的缺陷。由于微波能的體積加熱特性，可在很短時間內(nèi)將橡膠制品整個斷面加熱到所需的溫度，然后進(jìn)入一個常規(guī)加熱的保溫通道，其主要目的是防止橡膠在發(fā)生硫化反應(yīng)前冷卻，在保溫通道中沒有熱量轉(zhuǎn)移至橡膠中，其效率可由表面的熱損耗來控制。在理想情況下，該系統(tǒng)中產(chǎn)品所需的全部熱量都可由微波能提供，但在實際連續(xù)生產(chǎn)中，由于擠壓速度，橡膠種類和截面積等都變化很大，所以，在某些情況下，只能有大部分能量是由微波提供，而熱的平衡仍用常規(guī)方法。
圖（c）實際上就是在微波設(shè)備前面的常規(guī)干燥箱中，將微波設(shè)備一部分循環(huán)使用并利用紫外線去加熱，把進(jìn)入的物料表面預(yù)*行殺菌，從而可使這一干燥箱工作得更有效；由于微波殺菌存在表面細(xì)菌不能均勻殺滅等狀況，其原因是利用微波的熱效應(yīng)與生物效應(yīng)的機(jī)理、微波干燥/殺菌的特點對物料殺菌有很好的效果，但是因微波設(shè)備在工作時必須把物料所釋放出的濕氣體、微波設(shè)備工作時電熱器本身的熱量通過抽濕系統(tǒng)由管道排出室外，使物料在經(jīng)過微波加熱箱時表面的溫度降低，其時物料達(dá)不到微波加熱所需的溫度，就會存在殺菌效率稍降低的現(xiàn)象。
現(xiàn)在我公司*推出紫微光技術(shù)（紫外線、微波、光波）與強(qiáng)制風(fēng)冷技術(shù)，用微波、紫外線與光波作為熱源，利用微波電磁場熱效應(yīng)與生物效應(yīng)的機(jī)理，紫外線可殺菌的特性，光波可使物料分子、原子振動改變細(xì)胞斷面的電位分布、影響細(xì)胞膜周圍電子和離子的濃度，從而改變細(xì)胞膜的通透性能，細(xì)菌因此營養(yǎng)不良，不能新陳代謝，其結(jié)構(gòu)功能紊亂，生長發(fā)育受到抑制面死亡，足夠強(qiáng)的光波場可以導(dǎo)致氫鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發(fā)遺傳基因突變或染色體畸變、甚至斷裂，光波殺菌正是利用了此磁場的效應(yīng)對生物起到破壞作用，而在出口處再用強(qiáng)制風(fēng)冷技術(shù)把物料溫度降下來，以便進(jìn)行包裝工序，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。四者結(jié)合，其殺菌速率將是微波殺菌的三倍以上，干燥速率是熱風(fēng)干燥的10以上，熟化物料的速率也較其它熱源快6倍以上。經(jīng)過不斷的實驗、改進(jìn)和創(chuàng)新，微波設(shè)備從干燥、殺菌效果，設(shè)備性能和外型上，都得到廣大用戶的好評。這種具有科學(xué)性、實用性的組合，既無任何環(huán)境污染，又大大延長產(chǎn)品的保鮮期。該項技術(shù)將會糕點、肉類、魚片、月餅、面包、醬菜、調(diào)味品、休閑食品、藥品等生產(chǎn)企業(yè)帶來福音和挑戰(zhàn)！
四、微波能應(yīng)用技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效果分析
新技術(shù)的采用，必須以獲得明顯經(jīng)濟(jì)效益和社會效益為目的，盡管微波能技術(shù)已在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個方面獲得十分廣泛地應(yīng)用，且在這些應(yīng)用中，都比等效常規(guī)技術(shù)具有*的優(yōu)點。但因微波能設(shè)備一次性投資較大，因此在工業(yè)中要考慮采用這一新技術(shù)之前必須自始至終考慮應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性問題。對經(jīng)濟(jì)性問題的分析研究，必須從能耗率、生產(chǎn)率、勞動力、產(chǎn)品質(zhì)量、占地大小、勞動條件、運行費用及技術(shù)水平等方面，與傳統(tǒng)常規(guī)技術(shù)進(jìn)行全面比較和綜合分析，才能得出正確的結(jié)論。
微波設(shè)備的研制必須和產(chǎn)品工藝緊密結(jié)合，因為微波加熱的基本原理與常規(guī)加熱*不同，因此常規(guī)加熱工藝不能直接移植到微波加熱系統(tǒng)上來。設(shè)備設(shè)計者必須充分了解產(chǎn)品工藝的特點，使設(shè)備功能zui大限度的滿足工藝要求，而使用者也應(yīng)深刻理解微波加熱與常規(guī)加熱的不同。改進(jìn)與調(diào)整原有工藝，使之適應(yīng)微波加熱的要求。
微波能技術(shù)和其它新技術(shù)一樣，并非“”，有一定的使用范圍。對某些產(chǎn)品它具有常規(guī)技術(shù)不能比擬的優(yōu)點，但對另一些產(chǎn)品可能就沒有常規(guī)技術(shù)更有效和經(jīng)濟(jì)。如果不顧產(chǎn)品的性質(zhì)，缺乏對技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)問題的全面考慮，盲目采用就會帶來投資損失。特別是工業(yè)生產(chǎn)事的加熱干燥是一個非常復(fù)雜的過程，其干燥速度會隨含水率的減少而大大降低。這就是傳統(tǒng)干燥設(shè)備能耗率高，產(chǎn)品率低的重要原因。若能在干燥過程中，在不同含水率區(qū)段采用常規(guī)、熱風(fēng)、蒸汽、紫外線、光波、遠(yuǎn)紅外烘干與微波加熱進(jìn)行*的結(jié)合，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上發(fā)揮各自的特長，能取得非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。采用*改造傳統(tǒng)食品工藝，將為海內(nèi)外企業(yè)開拓出一條嶄新道路。微波能在食品等工業(yè)上的應(yīng)用是廣大商家和消費者的需求，也是科學(xué)發(fā)展與人類社會進(jìn)步的需要。
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