微波加热技术常见问题解答!(转)

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问题1：微波是什么？  
问题2：微波是怎样产生的？  
问题3：微波应用的频率有那些？  
问题4：微波加热的原理是什么？  
问题5：微波杀菌的机理是什么？  
问题6：微波的穿透能力如何？  
问题7：什么叫微波的选择性加热？  
问题8：微波加热为什么称之为内部加热方式？  
问题9：各种物质对微波的吸收能力如何？  
问题10：微波的脱水效率如何？  

问题1：微波是什么？  
答：微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz
的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常
也称为“超高频电磁波”。  

问题2：微波是怎样产生的？  
答：微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许
多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运
动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有
磁控管，多腔速调管，微波三、四极管，行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用
中使用的主要是磁控管及速调管。  

问题3：微波应用的频率有那些？  
答：因为微波应用极为广泛，特别是通信领域，为了避免相互间的干扰，国际无线电管理
委员会对频率的划分作了具体规定。分给工业、科学和医学用的频率有 433 兆赫、915兆
赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫，与通信频率分开使用。目前国内用于工业加热的常
用频率为915兆赫和2450兆赫。微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含
水率的不同而定。  

问题4：微波加热的原理是什么？  
答：介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随
机分布状态转向依照电场的极性排列取向。而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁
的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场
能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，这就是对微波加热最通俗的解释。  

问题5：微波杀菌的机理是什么？  
答：微波灭菌的机理在于，细菌、成虫与任何生物细胞一样，是由水、蛋白质、核酸、碳
水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。其中水是生物细胞的主要
成分，含量在75～85％，因为细菌的各种生理活动都必须有水参与才能进行，而细菌的生
长繁殖过程，对各种营养物的吸收是通过细胞膜质的扩散、渗透和吸附作用来完成的。在
一定强度微波场的作用下，物料中的虫类和菌体也会因分子极化驰豫，同时吸收微波能升
温。由于它们是凝聚态物质，分子间的作用力加剧了微波能向热能的能态转化。从而使体
内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，使其空间结构变化或破坏，而
使蛋白质变性。蛋白质变性后，其溶解度、粘度、膨胀性、渗透性、稳定性都会发生明显
的变化，而失去生物活性。另一方面，微波能的非热效应在灭菌中起到了常规物理灭菌所
没有的特殊作用。也是造成细菌死亡的原因之一。  

问题6：微波的穿透能力如何？  
答：穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的本领，电磁波从介质的表面进入并在其内部传
播时，由于能量不断被吸收并转化为热能，它所携带的能量就随着深入介质表面的距离，
以指数形式衰减。透射深度被定义为：材料内部功率密度为表面能量密度的1/e 或36.8%  
算起的深度D,微波的加热深度比红外加热大得多，因为微波的波长是红外波长的近千倍。
红外加热只是表面加热，微波是深入内部加热。  

问题7：什么叫微波的选择性加热？  
答：不同性质的物料对微波的吸收损耗不同，即选择性加热的特点，这对干燥过程有利。
因为水分子对微波的吸收损耗最大，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量较低
的部位，从而干燥速率趋一致。  

问题8：微波加热为什么称之为内部加热方式？  
答：常规加热（如火焰、热风、电热、蒸汽等）都是利用热传导、对流、热辐射将热量首
先传递给被加热物的表面，再通过热传导逐步使中心温度升高（即常称的外部加热)。它要
使中心部位达到所需的温度，需要一定的热传导时间，而对热传导率差的物体所需的时间
就更长。微波加热则属于内部加热方式，电磁能直接作用于介质分子转换成热，且透射性
能使物料内外介质同时受热，不需要热传导，而内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外
部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速
度。特别是对含水量在30%以下的食品，速度可数百倍的缩短，在短时间内达到均匀干燥。
  

问题9：各种物质对微波的吸收能力如何？  
答：微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。而不同介质材料的介质常数εr和介质
损耗角正切值tgδ是不同的，故微波电磁场作用下的热效应也不一样。由极性分子所组成
的物质，能较好地吸收微波能。水分子呈极强的极性，是吸收微波的最好介质，所以凡含
水分子的物质必定吸收微波。另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸收或很少吸收微
波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等，它们
能透过微波，而不吸收微波。这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，或做密封材料
。在微波场电中，介质吸收微波功率的大小P正比于频率f、电场强度E的平方、介电常数ε
r 和介质损耗正切值tgδ。即: P = 2πf•E2•εr•V•tgδ  

问题10：微波的脱水效率如何？  
答：理论上每千瓦小时微波电能可使1.39公斤的水汽化，由于线路损耗及腔体效率等因素
，实际效果为0.8--1.1公斤/千瓦小时。用户可根据待处理材料初始与最终含水量之差及产
量的要求来估算所需的微波功率。 (http://www.newmaker.com  

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