微波技术在食品工业上的应用
微波技术在食品工业中的应用
波加 热 。
１ ． 加热 时 间短 、速度快 ．１ ２ 常规加 热 需较 长 时 间才 能达 到 所需 干 燥 、杀 菌 的温度 。由于微波能够深入到物料 内部而不是靠物 体 本身 的热 传 导进行 加 热， 以， 波 加热 的 速度 快 。 所 微 此 时 只需一 般 方法 的 十分 之一 到 百分 之 一 的时 间就 能 完成 整个 加热 和 干燥 的过程 。微 波 杀 菌一 般 只需
微 波 （ ｃｏ ａｅ 是指 波长 为 １ Ｍｉ ｗ ｖ） ｒ ｍｍ～１ ｍ，频 率 为 ３０×ｌ２ ｚ～ ． ０ ｚ ． ｏ ＭＨ ３０×１５ ＭＨ ，具 有 穿 透 力 的
电磁波 ，其方向和大小随时间作周期性变化 。我国 常 用 的频 率 有 ９ ５ＭＨ 和 ２５ ｚ １ ｚ ４０ＭＨ 。微 波 与 物 料 直接作用 ，将高频电磁波转化为热能的过程 即为微
１ 微波加热 的原理及特点
１１ 微 波加 热的原 理 ．
微 波加 热 是一 种新 的加热 方 式 ，他依 靠 以每秒 几亿 次 速度 进行 周期 变 化 的微 波 透人 物料 内 ，与物
ｋ ｙ ｒ ｓ Ｍｉｒ ｗ ｖ ｅ ｈ ｏ ｏ Ｆ ｏ ｎ ｕ ｔ — ｅ ｗｏ ｄ ｃｏ ａ ｅｔｃ ｎ ｌｇ ｙ ｏ ｄ ｉｄ ｓｒ Ａｐ ｙ
Ａ为 ５ ８％，而微 波处理 则能 保 留 ８ ４％。
１ ． 有调 平作用 ．３ ２
由２ ０℃上升到 ８ ０℃ ，时间仅需 １ ｉ ２ｍｎ ｎ～ ｉ，处 ｍ 理后 的面包片保存期 由原来 的 ３ ４ｄ ｄ～ 延长 到 ３ ｄ～ ０ ６ 。我 国从 ２ ０ｄ Ｏ世 纪 ７ Ｏ年代 开 始研 制 、推 广微 波 技 术 与设 备 。 近 年 来 ，微 波 能 的应 用 在 食 品 工 业
微波及超声波的原理及应用
微波一、微波烹调微波炉烹调食品，具有方便、快速、营养损失小、产品鲜嫩多汁的特点。
因此，家用微波炉的普及速度很快。
１９９２年美国的普及率达到９０％，日本的普及率也很高。
我国近年普及很快。
微波烹调食品的方法主要有两种，一种是家庭或食堂自己配料烹调，这种方法具有时间短的优点。
另一种是食品公司利用微波炉加热杀菌生产的微波方便食品。
食用前只需将罐头丢入热水中稍稍加热即可。
二、微波干燥由于微波干燥具有一般干燥无法比拟的优点（内部加热，受热均匀，干燥速度快，营养损失小，外表不结壳），因此在食品干燥中发展很快。
实例：将含水量为３０％的面条用热风干燥时，需要８小时。
但先用微波炉将含水量降低到１８％，再用热风干燥到１３％，只需１.５小时。
三、微波解冻１、传统方法解冻的优点时间长，占地面积小，失水率较高，表面易氧化，易变色，消耗大量清洁水。
２、微波解冻的优点由于内外同时加热，因此解冻快，失水少（但比自然解冻的失水多）。
四、微波杀菌和保鲜（一）微波杀菌的作用机理１、热效应微波作用于食品，食品表里同时吸收微波能，使温度升高。
侵入食品的微生物细胞在微波场的作用下，其分子也被激化并作高频振动，产生热效应，温度升高，。
食品和微生物温度的快速升高，使其蛋白质结构发生变化，从而失去生物活性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。
２、非热生化效应①微波的作用，使微生物在其生命化学过程中所产生的大量电子、离子和其它带电粒子的生物性排列组合状态和运动规律发生改变，亦即使微生物的生理活性物质发生变化。
②同时，电场也会使细胞膜附近的电荷分布改变，导致膜功能障碍，使细胞的正常代谢功能受到干扰破坏。
使微生物细胞的生长受到抑制，甚至停止生长或使之死亡。
③微波能还能使微生物细胞赖以生存的水分活性降低，破坏微生物的生长环境。
④微波还可以导致ＤＮＡ和ＲＮＡ分子结构中氢键松弛、断裂和重新组合，诱发基因突变，染色体畸变，从而中断细胞的正常繁殖能力。
（二）微波杀菌的应用１、应用范围既可以用于固体食品的杀菌，也可用于液态食品的杀菌；既可用于杀菌，还可用于产品的灭酶；２、实例：杀菌实例微波牛奶消毒器采用的是2450MHz的频率，其工艺可以是采用82.2℃左右处理处理一定时间，也可以是采用微波高温瞬时杀菌工艺，即：200℃，0.13S。
微波萃取法的原理
微波萃取法的原理微波萃取法是一种常用的分离和提取技术，它基于微波辐射对样品中的目标成分产生热效应，从而实现目标成分的快速、高效提取。
本文将介绍微波萃取法的原理及其在实际应用中的重要性。
微波萃取法的原理是基于微波辐射与物质之间的相互作用。
微波辐射是一种电磁波，其频率通常在300 MHz至300 GHz之间。
当微波辐射与样品中的分子发生相互作用时，会引起分子的振动和转动，从而产生热效应。
这种热效应可以使样品中的目标成分溶解或挥发，从而实现其分离和提取。
微波萃取法的过程通常包括以下几个步骤：样品的制备、样品的加热、目标成分的提取和分离、溶剂的回收等。
首先，需要将待提取的样品制备成适当的形式，例如粉末或液体。
然后，将样品放置在微波萃取仪器中，并加入适量的溶剂。
接下来，通过调节微波辐射的功率和时间，使样品受热并实现目标成分的提取。
最后，通过分离技术将目标成分与溶剂分离，并回收溶剂以便再次使用。
微波萃取法在许多领域中得到了广泛的应用。
例如，在环境监测中，可以使用微波萃取法提取土壤或水样中的有机污染物，以便进行分析和检测。
在食品工业中，微波萃取法可以用于提取食品中的营养成分或添加剂，以实现食品质量的监控和控制。
此外，微波萃取法还可以应用于药物分析、天然产物提取等领域。
与传统的提取方法相比，微波萃取法具有许多优点。
首先，微波萃取法的操作简单、快速，可以在较短的时间内完成样品的提取过程。
其次，微波萃取法可以实现目标成分的高效提取，提取率通常较高。
此外，微波萃取法还可以减少溶剂的使用量，降低对环境的影响。
微波萃取法是一种重要的分离和提取技术，其原理基于微波辐射与样品中的目标成分之间的相互作用。
通过微波萃取法，可以实现样品中目标成分的快速、高效提取，广泛应用于环境监测、食品工业、药物分析等领域。
随着科学技术的不断发展，微波萃取法在实际应用中的重要性将进一步凸显。
微波技术在粮油食品中应用
风干燥 时间 １３ 且可提高稻谷 干燥 后品质和发 芽率 ， ／， 减少稻 谷干燥爆腰率 ， 降低脂肪酸含量 和稻谷干燥成 本， 便于稻谷长期贮藏 。如 能将微 波干燥与热风干燥、 真 空干燥 、 冷冻干燥 、 远红外线干燥 等技术结合起 来， 可大大提高稻谷干燥效率和效益， 具有很强实用性… 。 与微波 干燥稻谷 、 麦 、 小 油菜籽过 程不 同， 玉米 籽粒整 个 干燥过 程可分 为三个 阶段 ： 干燥 阶段 、 预 恒速 干燥 阶段 和降速干燥 阶段， 玉米微 波干燥主要处 于恒速干 燥 阶段 。从总 体上看 ， 随着干燥 功率 、 度和风 速提 温 高 ， 米发 芽率 、 玉 淀粉得率 下 降， 裂纹 率 上升 ， 且干燥 功率、 温度和风速越 高， 发芽率 、 淀粉得率下降越快， 裂 纹率 上升越快 。微波干燥玉米籽粒最佳 干燥工 艺是干 燥 功率 ０２ ｇ 干燥 温度 ４ ℃， 速 ４ ｍｉ， ．Ｗ／ ， ０ 风 ５ ｍ／ ｎ 最佳 条件下 可确 保玉 米干燥 后种 用 、食 用价 值及 便于储 存， 且能耗较 低 。 微波干燥大豆不仅可最大限度降低 大豆蛋 白变性 发生 ， 还可通 过微波钝化 大豆中脂肪 氧 化酶 ， 蛋 白酶抑制 因子等， 胰 使干燥和 脱腥合二为 一， 简化工艺 。 ｅ Ｖｌ ｕ等发现经微波预处理玉米碾磨后蛋 白 质和淀粉含量保持 不变 ， 但其 １％面粉溶液粘 度随微 ０ 波干燥 时间增加而减小 ， 微波干燥 时间从 ６ ｎ增加到 ｍｉ １ ｎ １％面粉溶液粘度从 ５ ａ 下降至 １ ａ ｔ ６ ，０ ｍｉ ． ＰＳ ． ＰＳ 。 微波加热可用于测定谷物中水分。 微波测定水分一 般采用微波加热烘干法，微波加热烘干法测定时间短 ， 尤其适用于生产过程中在线水分测定 ， 也可用于不同形 状、 大小的样 品湿度分布测定。微波加热法测定谷物水 分含量与加热时间、 谷物质量、 物质密度、 微波炉使用功 率等因素有关， 测定时各种条件应尽量保持 一致。当谷 物水分含量较低时， 微波加热时正常水分含量所呈现 自 动平衡状态可能不存在 ，此时可通过降低微波炉功率 ， 减小物料密度等措施来减少误差¨ 。
微波干燥技术在食品工业中的应用
1引言微波干燥是一种新兴的干燥方式。
在进行干燥的时候，微波能直接作用于介质分子转换成热能，微波本身就具有极强的穿透性，被干燥的物体可以内外同时加热，所以当利用微波加热时，不会出现外熟里生的情况，不需要热传导，所以说加热速度是非常快的，而且不论被加热物体是什么样的形状，由于微波穿透性极强，被加热物体内外温度几乎一致，加热均匀，大大提高了干燥质量以及脱水效果。
2微波加热原理微波本身并不热，是物体吸收电磁能转化为热能，使加热物自身成为发热体。
热传导，对流传热，红外辐射加热是三种传统的加热方式。
传导，是我们生活中所利用的最多的一种，我们日常生活中做饭就经常用到热传导，通过热源以吸热较好的金属为介质与加热物体表面相互接触，形成热传导。
对流，是流体之间的传导，在生活中用热水壶烧水就是对流的变现，烧水过程中打开壶盖就可以看到热水和凉水的对流。
辐射，热辐射也属于热传递的一种方式，热辐射必须要有温度较高的热源存在，以辐射的形式与物体之间进行热传递，例如我们站在暖气旁边的时候就可以感觉到灼热感向身体传递，这就是利用热辐射进行加热。
而微波加热是通过电磁使被加热物体自身发热，这样与传统加热方式相比，不仅加热时间短，而且不需要利用外界因素对物体进行加热，同时微波加热不需要进行预热，本身微波加热速度快，在预热方面更是直接省略了这一环节，这样不仅能够保证食物的口感，而且还能减少食物本身营养元素的流失，这就比较适合一些不耐高温食品的加工。
3微波干燥技术的应用3.1微波干燥技术在工业上的应用随着社会的不断发展，我国工业与农业也在不断进步，而微波干燥技术也越来越成熟，在工业与农业的发展过程当中也起到了不可或缺的作用。
微波干燥技术的优势在于：微波干燥相比于传统的干燥方法大大缩减了加热时间，而且微波具有极强的穿透性，热效率也更高，正因如此，微波干燥能使被干燥物体受热均匀。
不仅如此，微波的杀菌能力更强，符合现代食品卫生要求，而且时间短，不需要专业人员操作，同时还可以降低工人的劳动强度，更适合食品加工厂的批量化生产[1]。
微波在茶叶加工的应用
微波在茶叶加工中的应用地点:微朗科技微波实验室单位:株洲市微朗科技有限公司时间:2001-03-10声明:本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有,仿冒必究.茶叶加工是我国的传统产业。
为了提高茶叶的加工质量和产业现代化，有必要在茶叶初加工业和深加工业应用新的科学技术，而先进的微波技术在茶叶中有较好的应用前景。
微波是指在3OMHz-300000MHz介于无线电和光波之间的超高电磁波。
目前，应用在食品工业中的微波装置的中心波长0.328m（频率915MHz）或0.1225m(频率2450MHz)。
一、微波在茶叶杀青中的应用生产绿茶、乌龙茶，均需要加热杀青处理，以钝化多酚氧化酶的活性，蒸发部分水分，挥发青草气味，软化组织。
目前生产上常用炒青方式进行杀青处理，少数地方采用蒸汽杀青方式。
试验结果表明，微波杀青与炒青方式加工的茶叶品质良好，无明显差异，但微波杀青的时间短（为炒青时间的1／8）可以连续进行。
而蒸汽杀青由于蒸汽含水量高，原料外层受高温影响，因此杀青后的茶叶几乎无减重，部分叶绿素受破坏，原料所含营养物质随冷凝水而部分流失，品质不太理想。
微波在茶叶杀青的应用主要是其产生的热效应。
当磁控管产生微波，照到茶叶上，茶叶内部的极性分子受微波周期性变化的影响，随微波进行周期性活动。
由于微波的频率很高，使茶叶内部分子高速碰撞而产生了大量的摩擦热量迅速提高物料的温度，从而达到快速升温的效果。
二、微波在茶叶干燥中的应用一般的热风干燥过程中物料外部受热，表面干燥，热量向内传递，其方向与水分扩散传递的方向相反，影响了水分的向外蒸发。
而微波是内部加热，含水量高的部位升温较快。
因此在微波干燥过程中，水分由内层向外层的迁移速度快，干燥速度明显快于热风干燥。
在茶叶干燥中应用微波干燥具有以下优点：（1）干燥速度快；（2）产品质量好；由于茶叶表面温度不太高，叶绿素变化少，色泽绿翠而耐藏，香气损失少，干燥均匀；同时由于水分蒸发速度快，容易形成多孔性，产品的复水性好，泡茶时内容物易溶出。
微波成像技术的应用及未来发展
微波成像技术的应用及未来发展微波成像技术是利用微波辐射对被观察物体进行成像的一种技
术手段。
它通过传输、反射、散射等方式，获取目标物体的电磁
信息，进而生成对该物体的空间分布图像。
微波成像技术具有较
好的穿透性、非接触性、高分辨率等特点，因此在医学、军事、
环境监测、工业检测等领域具有广泛的应用前景。
医学领域是微波成像技术最为广泛的应用领域之一。
传统的医
学成像技术如CT、MRI等需要对人体进行辐射，对患者健康造成
了一定的伤害。
而微波成像技术则可以通过非接触、无损的方式，对乳腺肿瘤、脑卒中等疾病进行成像，具有很高的应用价值。
目前，国内外已经有多种基于微波成像技术的医疗设备研制成功，
并且正在逐步应用于临床。
除了医学领域，微波成像技术在环境监测、军事安全等领域也
有重要的应用前景。
例如，在环境监测中，微波成像技术可以被
用于检测土壤、煤矿等地下资源的储量及分布情况；在军事安全
方面，微波成像技术可以被应用于目标侦测、人员搜索等多个领域。
未来，微波成像技术的应用将更加广泛且深入。
在技术层面上，微波成像技术将向更高频率、更低功耗、多频段、多模式成像等
方向发展，以满足不同领域、不同应用场景下的需求。
同时，在
工业领域，微波成像技术也将得到广泛应用。
例如，在食品生产
过程中，微波成像技术可以检测食品中的异物、湿度等指标，确
保食品质量安全。
总之，微波成像技术作为一项前沿技术，具有广泛的应用前景。
未来，随着微波成像技术的不断更新升级和应用场景的不断拓展，相信它将会为我们带来更多的惊喜和发展机遇。
微波加热的原理
微波加热的原理微波加热是一种常见的加热方法，广泛应用于家庭厨房和工业生产中。
它利用微波的特性，通过对物体分子的振动和摩擦来产生热量，以达到加热的目的。
在本文中，我们将探讨微波加热的原理及其应用。
一、微波的特性微波是一种电磁波，其波长范围为1mm到1m之间。
与可见光波相比，微波的波长较长，能够穿透一些固体和液体物质。
微波的能量较高，可以激发物质内部的分子振动。
二、微波加热的原理微波加热的原理是基于物质分子的振动和摩擦产生的热量。
当微波通过物体时，它会与物体中的分子相互作用。
微波的电场会使分子产生电荷分布的变化，从而导致分子内部的电偶极矩发生变化。
这种变化会导致分子的振动和摩擦，从而产生热量。
具体来说，微波加热的过程可以分为三个步骤：吸收、传导和辐射。
1. 吸收：当微波通过物体时，物体中的水分子、脂肪分子等极性分子会吸收微波的能量。
这些分子由于其极性，会以高速振动。
振动的分子与周围分子碰撞，使其也开始振动，并转化为热能。
2. 传导：通过吸收微波的能量，物体内部的温度开始升高。
热量会通过传导方式从高温区域传递到低温区域。
这个过程会导致物体整体温度的均匀升高。
3. 辐射：除了传导，物体表面也会发生辐射现象。
当物体内部温度升高到一定程度时，物体表面开始向外辐射热量。
这是一个持续的过程，直到物体内外温度达到平衡。
三、微波加热的应用微波加热由于其快速、高效的特点，广泛应用于食品加热和工业生产中。
在食品加热方面，微波加热可以快速将食物加热到适宜的温度，同时能够保持食物的营养成分和口感。
微波炉是最常见的微波加热设备，通过产生微波并将其传递到食物中，实现快速加热的效果。
此外，微波加热还广泛应用于食品加工和烘干领域，如微波烘干机、微波杀菌设备等。
在工业生产中，微波加热具有节能高效的优势。
它可以应用于化工、冶金、陶瓷等领域的加热过程。
例如，在化工生产中，微波加热可以用于溶剂蒸发、催化反应等过程，提高生产效率。
此外，微波加热还可以应用于橡胶硫化、石墨化工等工艺中，实现快速且均匀的加热效果。
真空微波技术及设备简介
真空微波技术及设备简介真空微波技术是一种先进的加工技术，广泛应用于材料加工、食品工业、化学工业等领域。
它利用微波的特殊性质，在真空环境中对物料进行加热、干燥、熔融、蚀刻等处理，以达到特定的工艺效果。
首先，让我们来了解一下微波技术的原理。
微波是指频率在300MHz-300GHz之间的电磁波，具有穿透性和非穿透性两种特性。
在真空环境中，微波的传播不受空气的影响，可以更好地集中能量，提高加工效率。
同时，微波的频率和功率可以根据需要进行调整，以满足不同工艺的需求。
真空微波技术的应用范围非常广泛。
在材料加工领域，它可以用于制备纳米材料、陶瓷材料、金属材料等高性能材料，以及进行表面处理、蚀刻等精细加工。
在食品工业中，它可以用于杀菌、灭菌、干燥、加热等工艺，提高食品的卫生安全性和保存期限。
在化学工业中，它可以用于合成高纯度化学品、催化剂、药物等，提高产品的质量和纯度。
相比传统技术，真空微波技术具有许多优点。
首先，它可以实现快速、均匀的加热，提高了加工效率和产品质量。
其次，它在真空环境中进行加工，避免了空气中的氧气、水蒸气等杂质对加工过程的影响，可以得到更加纯净的产品。
此外，真空微波技术还可以实现自动化、连续化生产，降低了生产成本和人工操作的风险。
图1可称重式真空微波干燥试验机微波真空干燥百合（左）蒲公英（右）微波真空设备特点1) 效率高:其干燥效率为常规干燥的4-10倍;2) 热分布好:由于微波对水分子的选择性加热，物料内部水分高，加热时由内向外，与水分扩散方向一致而且内外温差小，不会出现常规干燥热分布不匀的现象;3) 易于控制:微波发生真空度调整即可通过触摸屏操作控制，也可以通过电脑控制，设备装有专用的针孔摄像头，观察干燥的全过程;4) 红外与光纤实时测温，实现温度精准自动控制；5) 实现在线实时称重，全程了解干燥中物料重量的变化规律和变化参数;6) 干燥腔体采用304不锈钢材质，抛光处理，耐腐蚀，耐压，安全可靠，易清洗;7) 设备集成化程度高，功能齐全，能耗经济。
微波技术在红枣加工中的应用
微波技术在红枣加工中的应用摘要：本文介绍了微波技术在红枣加工中的应用现状。
通过微波技术与传统工艺相比较，阐述其技术上的优越性，但是受设备和投资效益等方面的制约，产业化应用只在微波杀菌和微波干燥方面得到了较为广泛的应用。
就长远而言，发展微波技术是一种趋势，是值得推广的。
关键词：红枣加工微波杀菌微波是一种电磁波，其波长范围为1mm-1m，其相对应频率在300mhz-300ghz，我国工业应用微波频率为2450±50mhz。
微波技术是通过每秒数亿次的高频变换微波场，使物料分子的极性取向随之变化，导致分子急剧摩擦、碰撞，达到瞬时升温和破坏生物膜及大分子的目的[1，2]。
枣营养丰富，鲜枣含糖量为10%-54%，干枣含糖量为60%-80%，鲜枣产生的热量为447.99kj/100g，含蛋白质1.2%，脂肪0.2%，粗纤维素1.6%，钙41mg/100g，磷23mg/100g，铁0.5mg/100g。
更为重要的是，鲜枣中还含有丰富的维生素，鲜枣果肉胡萝卜素含量约为0.01mg/100g，硫胺素0.06mg/100g，核黄素0.04mg/100g，尼克酸0.6mg/100g。
vc在鲜枣中含量最高约含410mg/100g，有的品种高达800mg/100g[3-5]。
因此，枣被称为“活维生素丸”。
民间更有“一日食三枣，青春永不老”之说。
红枣加工中的加热、干燥、杀菌等工艺，都能运用到微波技术，具有无污染、效率高、升温迅速、穿透性好、容易操控等优势。
因此，微波技术应用于枣加工是一种发展趋势[1]。
1 微波技术在枣加工中的应用1.1 微波对枣采后营养降解的抑制陈蔚辉[6]等人在研究这个问题的时候，用台湾青枣为研究对象，将青枣果实分为两组，其中一组是最佳微波时间组，另一组不做任何的处理，进行对照。
最终的结果表明，经历过微波处理的台湾青枣，在7天之后好果率比不做处理的青枣要高，这个试验证明了微波处理对台湾青枣延长贮藏时间是有一定作用的。
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微波技术在食品工业上的应用 摘要：阐述了微波加热干燥机理，从微波加热对酶的影响、微波加热对食品物性的影响、微波杀菌、微波萃取等方面综述了微波加热干燥技术在食品加工业中的应用，以为微波在食品工业的应用提供参考。,作为一种清洁的加热方式,微波加热速度快、均匀性好、易于控制、效率高。微波萃取具有提取率高、准确、快速、操作成本低等优点,可将萃取时间缩短到几分钟,溶剂用量减少90%。且微波射线穿透性好,可施加与任何天然生物材料,在接近环境温度抽提所需的有效成分. 关键词：微波；加热机理；食品工业；应用 一、微波技术 1、微波加热的特点 微波加热是靠电磁波把能量传播到物体内部, 以达到加热目的。这种加热方法具有下述几个特点。 (1) 加热速度快 微波加热是利用电磁波直接将物体加热, 无热传递过程, 可使整个物体在穿透深度内, 内外温度迅速提高。所需加热时间短, 一般只需常规加热1/ 10 一1/l00时间即可完成整个加热过程。 (2) 加热均匀性好 微波加热是物体内外同时受热, 而且具有自动平衡的性能。与外部加热比较, 容易达到均匀加热的目的, 可避免表面硬化及加热不均匀等现象发生。但是加热的均匀性与微波对物体的透入深度有关。915MHz—及2450MHz 频率的微波透人的深度大致为几十厘米至几厘米的范围。只有当加热物体的厚度比透人深度小, 微波才能达到均匀加热的效果。 (3) 加热易于瞬时控制 微波加热的热惯性小, 可以立即加热升温或停止加热升温, 易于控制, 有益于自动化流水线的配制。 (4) 加热效率高 微波加热设备仅电源部分、磁控管及散热风扇消耗部分热量, 其余热量均被加工物料本身吸收, 基本上不辐射散热, 所以加热效率高。同时, 可避免环境温度升高, 改善劳动条件, 设备的占地面积小。 (5) 加热具选择性 不同成分物体对微波能的吸收各有差异。这种微波加热的选择性有利于产品质量的提高。例如: 食品中的水分吸收微波能多、温度高、对水分的蒸发有利, 而干物质吸收的微波能少、温度低、不过热、且加热时间短, 有利于保持食品的色、香、味及减少营养成分的破坏。
2、微波加热干燥机理 微波是由称为磁控管的微波产生器产生出来的高频波段的电磁波，具有电磁波所有的波动特性（如反射、透射、干涉和衍射）[2]。微波是频率从300 MHz 至300GMHz 的电磁波，其方向和大小随时间作周期性变化。微波与物料直接相互作用将超高频电磁波转化为热能的过程即为微波加热过程。水是强烈吸收微波的物质，物料中的水分子是极性分子，它在微波作用下，其极性取向随着外电磁场的变化而变化，915MHz 的微波可使水分子运动18.3亿次/s，使分子急剧磨擦、碰撞，使物料产生热化和膨化等一系列物化过程从而达到微波加热的目的 微波加热过程是一种复杂的非稳态过程，它与物料的物性、形状尺寸、微波功率、频率及场分布等密切相关。它利用介质损耗原理，采用超高频电场进行加热处理，应用于食品生产可以改变传统的从表面到内部的热传导过程，其主要特点：①穿透力强，加热迅速均匀；②热惯性小；③呈现选择性加热特性；④加热质量高，营养破坏少，能最大限度地保持食品的色香味，减少食物中维生素的破坏；⑤实现低温杀菌，具有良好的灭菌效果；⑥设备结构紧凑，工艺流程易于控制，且不产生粉尘和余热，大大改善工作环境，便于实现自动化操作。 二、微波技术在食品工业上的应用 3.1 食品微波解冻 冷冻食品在微波加热解冻过程中, 细胞间的水分冰晶电介常数大, 吸收微波能快, 故首先升温熔化, 细胞内冻结度低的冰晶随后熔化。由于细胞内的溶液浓度比细胞外的溶液浓度高, 细胞内外存在渗透压差, 水分便向细胞内扩散、渗透, 既提高了解冻速度, 又降低了失水率。故微波解冻与自然解冻相比,解冻速度快, 而失水率相差不大。以500g包装冻猪大排为例, 自然解冻与微波解冻所需时间分别为155min 及5min,失水率分别为1.68% 1.39%。 在微波解冻操作过程中应注意下述几个要点[3]: (1) 微波的频率越高, 加热的速度越快,但穿透深度越小。在解冻时, 频率不宜选择过高, 一般采用915MHz,其穿透深度可达20c m , 而2450MH z 的微波穿透深度不大于10cm。 (2) 微波的穿透深度与被解冻食品温度有关, 随着温度的升高, 被解冻食物的介电常数增加, 使微波穿透深度下降。 (3) 不同阶段的温度升温所需的热量不同, 试验表明, 将冻牛肉从-3℃ 升温至-2℃时所需的热量是从-4℃ 升温至-3℃ 的近2倍。但在升温至-1℃附近时所需热量又很快下降, 因此在-1℃ 附近升温时应仔细操作,否则会影响产品质量。 3.2 食品微波烹调 使用微波炉可以根据不同配料烹调出多种食品。不仅可以蒸炖鱼、鸡, 红烧肉, 还可炒肉, 煎炸荷包蛋, 蒸米饭, 包子及烘烤膨化面饼。整个操作只需很短时间, 以蒸鸡蛋羹(340g)为例, 500W微波炉加热约4min即可完成。与常法烹调相比, 微波炉烹调食品维生素保持率大为提高。实验证明, 大白菜维生素C 的保持率常法烹调为50.0%, 而微波炉烹调为91.3%。猪肝维生素B的保持率常法烹调与微波炉烹调分别为95.3%,97.1% , 而维生素A 的保持率则分别为67.7%、83.6%。 3.3 食品微波干燥 用微波加热干燥食品时, 食品最内层首先加热干燥, 水分蒸发迁移至次内层或次内层的外层, 使得外层水分越来越高[1]。随着干燥过程的进行, 其外层的传热系数不断增大,因此水份由内层向外层迁移速度随之加快,在较短时间内, 即能达到干燥目的。与普通干燥方法相比微波干燥具有下述特点: 干燥速度快, 时间短; 产品质量好, 干燥时不对空气加热, 食品表面温度较低, 因此氧化少, 色泽有很大改善。同时产品含菌率低, 表面形成多孔结构, 复水性好; 节能微波干燥比传传干燥节能20%-25% ; 厂房利用率高同样厂房面积生产能力是传统干燥3-4 倍, 同时卫生条件良好。但是微波干燥存在投资大、耗电量高等缺点。从经济上考虑, 微波加热干燥通常与其它干燥方法结合使用, 往往用于后续干燥工段为宜。例如美国某公司在生产炸土豆片时, 先用油炸至含水量8% 左右, 然后再用微波干燥至含水量低于1.5% ,这种方法生产的产品含油量由普通方法的40% 降至35%, 生产费用减少。在美国, 实现工业化的微波干燥产品还有蛋黄粉、鱼粉、肉制品、速溶茶、咖啡、香草等。对于一些热敏性食物如果汁, 为了保证其品质可采用以微波为加热方式的真空干燥方法。采用微波真空干燥, 不仅可降低干燥温度还可大大缩短干燥时间, 有利于产品质量的提高。微波加热还可应用于食品冷冻干燥过程。普通冷冻干燥采用接触法加热, 靠近加热板的食品外层干燥后, 会形成一层硬壳, 这层硬壳热阻较大, 影响内层水分升华。而微波冷冻干燥采用微波加热, 可防止外层硬壳形成, 使冷冻干燥快速有效。一般比传统冷冻干燥可节约6 0 % -75 % 时间。 3.4 食品微波杀菌保鲜 食品微波杀菌的机理包括热效应及非热生化效应两个方面。热效应是指食品中污染的微生物在微波场作用下, 温度升高, 使其蛋白质结构发生变化, 以至菌体死亡或受到严重干扰无繁殖能力。非热生化效应是指微生物在微波作用下其生理活性物质发生变化,细胞正常代谢功能受到干扰破坏, 使微生物生长受到抑制。微波还可导致微生物细胞D NA 和R NA 分子结构中氢键松弛、断裂和重组组合, 诱发基因突变, 染色体畸变从而中断其正常繁殖。食品采用微波杀菌可在包装前或包装后进行。包装材料通常为塑料薄膜或非金属复合薄膜。包装好的食品在微波加热杀菌时为避免袋内蒸汽压过高, 破袋, 整个灭菌过程应在压力下进行。目前微波已应用于肉制品、禽制品、水产品、水果、蔬菜、布丁、面包等产品的杀菌。与常规杀菌方法相比, 微波杀菌更能保存产品营养成分的生理活性,因此更适宜于人参、香菇、猴头菌、花粉、天麻等中药干燥灭菌。此外, 微波还可用作果蔬及水产品的灭酶、保鲜, 以防止产品酶褐变及水溶性营养成分的流失。 3.5 食品微波焙烤与烘烤 采用微波加热可焙烤面包、糕点及多种饼类。其特点是焙烤温度低, 时间短, 产品营养成分损失小, 同时由于焙烤过程加热由里及表, 内部水分迅速气化并向外迁移, 在产品内部形成无数微小孔道, 结构非常蓬松。但是由于焙烤进行中产品表面温度较低, 难以发生美拉德反应, 缺少传统焙烤食品所具有的金黄色泽, 为此微波焙烤往往与其它方法结合使用。一般的操作是微波焙烤后, 再用传统方法或红外加热方法表面上色。也有采用在面团上涂一层着色剂后进行微波焙烤的方法进行着色[4]。由于面包、糕饼等焙烤食品均有一定厚度, 故以频率为915MHz的微波进行焙烤为宜。微波加热也常用于花生、可可豆、杏仁、腰果等坚果的烘烤。由于微波烘烤具有内部加热的特性, 与普通加热烘烤相比产品香味更浓、货架期更长。国内已有厂家采用30K w,915MHz 的微波加热设备对瓜子、花生、杏仁等进行烘烤, 可将原料水分35% 左右烘烤至5% 以下。法国雀巢公司采用10KW ,2450 MHz的微波设备烘烤可可豆,烘烤时间只需4-5 min , 比普通加热烘烤节约时间1/2 以上。 3.6 微波萃取 萃取，也称浸提或浸出，是制药、食品及化工生产中广泛采用的一种单元操作。从宏观上讲，微波萃取本质上是微波对萃取溶剂及物料的加热作用，它能够穿透萃取溶剂和物料使整个系统更加均匀地加热；从微观上讲，微波所产生的电磁场加速萃取溶剂界面的扩散速率。 （1）微波萃取食用油脂。Garcia（2000年）研究了运用微波萃取法从大豆、菜籽、向日葵中萃取油脂，他们认为主要技术参数是微波辐射强度、萃取循环次数、萃取时间。王平艳等（2000 年）对美国油葵、普通葵花籽进行微波正己烷萃取，在微波频率2 450 MHz、功率为850W、辐射时间为200 s 的条件下发现：美国油葵的不饱和脂肪酸含量比普通葵花籽的不饱和脂肪酸含量高，用微波萃取法的出油率比压榨法的出油率高，美国油葵的含油率比普通葵花籽的含油率高。 （2）微波萃取氨基酸。Kovacs对奶酪等4 种食品在不同温度、不同时间下微波萃取，以考察微波萃取氨基酸的萃取效率以及可重现性，结果表明与传统萃取方法相比，微波萃取法萃取率高10％，而时间减少66％，是一种有效的氨基酸萃取技术。 （3）微波萃取维生素。陈翠莲等从预混合饮料中使用微波成功萃取了VA、VD、VE[5] （4）微波萃取食物中农药残留。食物中含有农药等有害成分会危害人们健康，但这些危害