電磁波的發(fā)現(xiàn)使人們進(jìn)入信息社會(huì)。微波技術(shù)將通訊、廣播、電視送入千家萬(wàn)戶(hù)。而微波能的應(yīng)用，人們首先享受到了微波爐的神妙，并為工業(yè)加熱提供了一種新的加熱方式。這種加熱方式在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)療等方面都得到廣泛應(yīng)用。一是利用其熱效應(yīng)，主要用于食品、藥材、農(nóng)副土特產(chǎn)品、木材、紙板、化工產(chǎn)品等的加熱干燥，陶瓷的預(yù)烘及燒結(jié)，橡膠的硫化預(yù)熱等。二是利用其生物效應(yīng)，對(duì)食品、藥材、農(nóng)副土特產(chǎn)品等的低溫殺菌、防霉保鮮，白酒的催陳、醇化，中止發(fā)酵，育種等。微波加熱作為當(dāng)今*，早已從實(shí)驗(yàn)室、家庭走向生產(chǎn)實(shí)用階段，為食品、醫(yī)藥、農(nóng)副土特產(chǎn)品的加工撐起一片藍(lán)天，前景十分廣闊。
一、微波加熱干燥、殺菌機(jī)理
微波是頻率從300MHz~300GMHz的電磁波，其方向和大小隨時(shí)間作周期性變化。微波與物料直接相互作用，將超高頻電磁波轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程即為微波加熱過(guò)程。水是強(qiáng)烈吸收微波的物質(zhì)，物料中的水分子是極性分子，它在微波作用下，其極性取向隨著外電磁場(chǎng)的變化而變 化，915MHz的微波可使水分子每秒鐘運(yùn)動(dòng)18.3億次，致使分子急劇磨擦、碰撞，使物料產(chǎn)生熱化和膨化等一系列物化過(guò)程而達(dá)到微波加熱目的。
細(xì)菌是由水、蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、脂肪和無(wú)機(jī)物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚態(tài)介質(zhì)。微波殺菌是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波對(duì)細(xì)菌的熱效應(yīng)是使蛋白質(zhì)變性，使細(xì)菌失去營(yíng)養(yǎng)、繁殖和生存的條件而死亡。微波對(duì)細(xì)菌的生物效應(yīng)是微波電場(chǎng)改變細(xì)胞膜斷面的電位分布、影響細(xì)胞膜周?chē)娮雍碗x子濃度，從而改變細(xì)胞膜的通透性能，細(xì)菌因此營(yíng)養(yǎng)不良，不能正常新陳代謝，細(xì)菌結(jié)構(gòu)功能紊亂，生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制而死亡。此外，決定細(xì)菌正常生長(zhǎng)和穩(wěn)定遺傳繁殖的核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA），是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強(qiáng)的微波場(chǎng)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。微波殺菌正是利用了電磁場(chǎng)的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)對(duì)生物的破壞作用。因此，微波殺菌溫度低于常規(guī)方法。一般情況下，常規(guī)方法殺菌溫度要120℃~130℃，時(shí)間約半小時(shí)以上；而微波殺菌溫度僅要70℃~105℃，時(shí)間約90~180秒。圖3是微波殺菌特性曲線。（見(jiàn)后頁(yè)）微波殺菌要有三個(gè)階段。*階段是迅速升溫，達(dá)到預(yù)定殺菌溫度，此段宜用較強(qiáng)的均勻能量密度；第二階段，是保溫過(guò) 程，使殺菌物料的溫度處于均衡的過(guò)程；第三階段是自然或強(qiáng)制冷卻過(guò)程。
二、微波加熱干燥、殺菌特點(diǎn)
1、加熱迅速、均勻
不需熱傳導(dǎo)過(guò)程，它能在瞬間穿透到被加熱物料中，穿透深度可達(dá)幾公分，甚至十幾公分，數(shù)秒到數(shù)分鐘就能把微波能轉(zhuǎn)換為熱能。微波具有選擇性加熱，將使加熱更均勻。
2、節(jié)能高效
由于含有水份的物質(zhì)極易直接吸收微波而發(fā)熱，沒(méi)有經(jīng)過(guò)其他中轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此，除少量的傳輸損耗外幾乎無(wú)其它損耗。微波加熱與遠(yuǎn)紅外加熱相比，節(jié)約能量1/3~1/2。
3、防霉殺菌保鮮
微波加熱具有熱力效應(yīng)和生物效應(yīng)，因此，能在較低溫度下殺滅霉菌和細(xì)菌；能zui大限度地保存物料的活性和食品中的維生素、色澤和營(yíng)養(yǎng)成份。
4、工藝*，可連續(xù)生產(chǎn)
只要開(kāi)關(guān)微波電源即可實(shí)現(xiàn)加熱或終止。它有完善的傳送系統(tǒng)，可確保連續(xù)化生產(chǎn)，節(jié)省勞力。
5、安全無(wú)害
由于微波能是控制在金屬制成的加熱室內(nèi)和波導(dǎo)管中工作，所以微波泄漏被有效地抑制。沒(méi)有放射線危害及有害氣體排放，不產(chǎn)生余熱和粉塵污染，既不污染物料，也*。
6、設(shè)備占地小，改善勞動(dòng)條件。
三、微波能促進(jìn)醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展
從二十世紀(jì)40年代美國(guó)雷聲公司制造*臺(tái)微波爐，到了五、六十年代，伴隨著大功率磁控管的研制成功，美英等國(guó)隧道式、曲折波導(dǎo)等多種加熱器的問(wèn)世，國(guó)外在微波能的應(yīng)用上掀起了一場(chǎng)新的"能源革命行動(dòng)"，微波能的應(yīng)用普及到食品、醫(yī)藥、農(nóng)副土特產(chǎn)品加工、化工工業(yè)及當(dāng)代*技術(shù)等眾多領(lǐng)域中，技術(shù)*。*以來(lái)，我國(guó)醫(yī)藥加工業(yè)都是采用傳統(tǒng)的加熱干燥、殺菌方式， 如采用熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外進(jìn)行藥品的干燥，用高溫高壓，鈷60等進(jìn)行殺菌。它們不僅熱效率低、加熱時(shí)間長(zhǎng)、占地面積大，不利于環(huán)保，同時(shí)，殺菌要在120℃左右的高溫下，時(shí)間20~40分鐘，其藥品的藥效和營(yíng)養(yǎng)成份受到一定程度的破壞。而采用微波干燥、殺菌能充分發(fā)揮微波干燥、殺菌特性，就可以解決傳統(tǒng)加熱的弊端。例如：用精心設(shè)計(jì)的藥丸微波干燥、殺菌設(shè)備，加工的藥丸不龜裂，*性好，保持原藥性，大大延長(zhǎng)了保質(zhì)期。采用5kW微波口服液殺菌的設(shè)備，每小時(shí)可加工10mL的口服液5000支以上，其殺菌溫度僅為80℃左右，時(shí)間不到1分鐘。不僅衛(wèi)生指標(biāo)達(dá)標(biāo)而且口服液色澤清澄、保持了口服液原營(yíng)養(yǎng)成份、無(wú)沉淀、口感佳。
近年來(lái)，微波在醫(yī)藥干燥、殺菌，醫(yī)藥的微波萃取發(fā)展很快。同 時(shí)，由于微波真空、微波真空冷凍升華技術(shù)的不斷突破，更促進(jìn)了微波在醫(yī)藥加工業(yè)的發(fā)展。
實(shí)踐證明，微波更適用于產(chǎn)品價(jià)值高、質(zhì)量要求嚴(yán)、熱傳導(dǎo)率低、用傳統(tǒng)工藝難以加工的物料。而對(duì)于含水量過(guò)大的物料，單純用微波脫水有時(shí)也是不經(jīng)濟(jì)的。如果將微波與熱風(fēng)、蒸氣或遠(yuǎn)紅外等方法相結(jié) 合，常會(huì)得到"事半功倍"的效果。如微波與熱風(fēng)相結(jié)合干燥，速率要比用傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥提高8倍以上。用微波與遠(yuǎn)紅外作為熱源，利用遠(yuǎn)紅外可使物料分子、原子振動(dòng)產(chǎn)生熱能，二者結(jié)合，其干燥速率將是熱風(fēng)干燥的10倍以上，熟化物料的速率也較其它熱源快5倍以上。這種具有科學(xué)性、實(shí)用性的組合，既無(wú)任何環(huán)境污染，又高效節(jié)能，大大延長(zhǎng)產(chǎn)品保鮮期。
采用*改造傳統(tǒng)醫(yī)藥工業(yè)，將為海內(nèi)外醫(yī)藥工業(yè)開(kāi)拓出一條嶄新道路。微波能在醫(yī)藥等工業(yè)上的應(yīng)用是廣大廠家需求，也是科學(xué)發(fā)展與人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步的需求。
我們相信，只要從事微波電子技術(shù)與醫(yī)藥等工業(yè)技術(shù)的科學(xué)工作者緊密合作，一定會(huì)使我國(guó)的醫(yī)藥工業(yè)走向*水平。
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