微波加熱干燥設備的技術原理

微波加熱干燥設備的技術原理

    微波加熱技術是利用電磁波把能量傳播到被加熱物體內部，加熱達到生產所需求的一種新技術。常用的微波頻率有915MHz和2450MHz。由于具有高頻特性，它以每秒數十億次的驚人速度進行周期變化物料中的極性分子（典型的如水分子、蛋白質、核酸、脂肪、碳水化合物等）吸收了微波能以后，他們在微波的作用下呈方向性排列的趨勢，改變了其原有的分子結構。當電場方向發生變化時，亦以同樣的速度做電場極性運動，就會引起分子的轉動，致使分子間頻繁碰撞而產生了大量的摩擦熱，以熱的形式在物料內表現出來，從而導致物料在短時間內溫度迅速升高、加熱或熟化。

    與此同時，在微波的作用下，物料中的有害菌、蟲害等微生物受到無極性熱運動和極性轉動兩方面的作用而改變其排列組合狀態及運動規律，即使得生物體因蛋白質的變性而失活，并使細胞中核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）的若干氫鍵松弛、斷裂或重組，干擾或破壞其正常的新陳代謝、遺傳和增殖，抑制或致死菌體及害蟲的生長，達到殺蟲、滅菌、保鮮的效果。

    微波加熱的特點：

   （1）加熱速度快—因為微波可以透入食品物料內部，干燥速度快，煩躁時間短，僅需傳統加熱方法的1/10—1/100（幾分之一或幾十分之一）的時間；因而提高了生產率，加速了資金周轉。

   （2）低溫滅菌，保持營養—微波加熱滅菌是通過熱效應和非熱效應（生物效應）共同作用滅菌，因而與常規熱力滅菌比較，具有低溫、短時滅菌的特點。所以不僅安全、保險，而且能保持食品營養成分不被流失和破壞，有利于保持產品的原有品質，色、香、味、營養素損失較少，對維生素C、氨基酸的保持極為有利。有實驗表明：曬干的鮮菜其葉綠素、維生素等營養成分僅剩3%，陰干則可以保持17%，熱風快速干燥可保留到40%，微波干燥則能保留60%-90%，微波升華干燥則可保持新鮮時的97%。

   （3）加熱均勻—微波加熱時，物體各部位不論形狀如何，通常都能均勻滲透微波產生熱量。因此均勻性大大改善。可避免外焦內生、外干內濕現象；提高了產品質量，有利于食品物料品質的形成。

   （4）加熱干燥具有自動平衡能力 微波對不同性質的物料有不同的作用，因為水分子對微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量較底的部位；物料中水比干物質吸收微波的能力強，故水受熱高于干物質，這有利于水分溫度上升，促使水分蒸發，也有利于干物質發生過熱現象，這對減少營養和風味破壞極為有利。選擇性加熱的特點有：自動平衡吸收微波，避免物料加熱干燥時發生焦化。

   （5）節能高效—微波對不同物質有不同的作用，微波加熱時，被加熱物一般都是放在金屬制造的加熱室內，加熱室對微波來說是一個封閉的空腔，微波不能外泄；外部散熱損失少，只能被加熱物體吸收，加熱室的空氣與相應的容器都不會發熱，沒有額外的熱能損耗，所以熱效率極高；同時，工作場所的環境也不會因此升高，環境條件明顯改善。所以節能、省電，一般可節省30%-50%。

   （6）易于控制，實現自動化生產—微波干燥設備只要操作控制控制旋紐即可瞬間達到升降開停的的目的。因為在加熱時，只有物體本身升溫，爐體、爐膛內空氣均無余熱，因此熱慣性極小，沒有熱量損失，應用微機控制可對產品質量自動監測，特別適宜于加熱過程中和加熱工藝規范的自動化控制。

   （7）改善勞動條件，節省占地面積—微波加熱設備無余熱、無樣品污染問題，容易滿足食品衛生要求，本身又不發熱、不輻射熱量，所以大大改善了勞動條件，而且設備結構緊湊，節省廠房面積。

    綜上所述，微波加熱技術的采用具有快速、保持營養與風味、均勻、消毒殺菌、節能、衛生、安全、無污染、高效、方便、可控、投資小、有利于提高產品質量、延長貨架期、改善勞動條件、實現生產自動化等優點，是一項值得推廣的先進技術。