休閑食品微波殺菌設(shè)備
微波的特性
一是似光性。微波波長非常小,當微波照射到某些物體上時,將產(chǎn)生顯著的反射和折射,就和光線的反、折射一樣。同時微波傳播的特性也和幾何光學(xué)相似,能像光線一樣地直線傳播和容易集中,即具有似光性。這樣利用微波就可以獲得方向性好、體積小的天線設(shè)備,用于接收地面上或宇宙空間中各種物體反射回來的微弱信號,從而確定該物體的方位和距離,這就是雷達導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)。
二是穿透性。微波照射于介質(zhì)物體時,能深入該物體內(nèi)部的特性稱為穿透性。例如微波是射頻波譜中惟一能穿透電離層的電磁波(光波除外)。因而成為人類外層空間的“宇宙窗口”;微波能穿透生物體,成為醫(yī)學(xué)透熱療法的重要手段;毫米波還能穿透等離子體,是遠程和航天器重返大氣層時實現(xiàn)通信和末端制導(dǎo)的重要手段。
三是信息性。微波波段的信息容量是非常巨大的,即使是很小的相對帶寬,其可用的頻帶也是很寬的,可達數(shù)百甚*千兆赫。所以現(xiàn)代多路通信系統(tǒng),包括衛(wèi)星通信系統(tǒng),幾乎無例外地都是工作在微波波段。此外,微波信號還可提供相位信息、極化信息、多普勒頻率信息。這在目標探測、遙感、目標特征分析等應(yīng)用中是十分重要的。
四是非電離性。微波的量子能量不夠大,因而不會改變物質(zhì)分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或破壞其分子的化學(xué)鍵,所以微波和物體之間的作用是非電離的。而由物理學(xué)可知,分子、原子和原子核在外加電磁場的周期力作用下所呈現(xiàn)的許多共振現(xiàn)象都發(fā)生在微波范圍,因此微波為探索物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本特性提供了有效的研究手段。
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微波技術(shù)是近代科學(xué)研究的重大成就之一,幾十年來,它已經(jīng)發(fā)展成為一門比較成熟的學(xué)科,在雷達、通信、導(dǎo)航、電子對抗等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,軍事科學(xué)家們還應(yīng)用微波的作用機理,研制新概念武器──微波武器。而微波的另一方面的應(yīng)用就是作為能源應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中,例如微波加熱與解凍、微波于燥、微波滅菌與殺蟲等方面,特別是隨著微波爐的日益普及,使得微波爐產(chǎn)品也進人了尋常百姓的家中,直接為人類造福。
二、微波加熱原理與微波爐
提起微波,很多人首先想到現(xiàn)代炊具微波爐。微波爐的微波加熱原理是基于物質(zhì)對微波的吸收作用而產(chǎn)生的熱效應(yīng)。微波加熱的是一些能夠吸收微波的吸收性介質(zhì),即含有極性分子的介質(zhì)材料。當有極性分子的介質(zhì)材料置于微波電磁場中時,介質(zhì)材料中會形成偶極子或已有的偶極子重新排列,在交變電磁場的作用下,并隨著高頻交變電磁場以每秒高達數(shù)億次的速度擺動,分子要隨著不斷變化的高頻電場的方向重新排列,就必須克服分子原有的熱運動和分子相互間作用的干擾和阻礙,產(chǎn)生類似于摩擦的作用,實現(xiàn)分子水平的“攪拌”,從而產(chǎn)生大量的熱量。由于微波頻率高,極性分子擺動速度很快,因此,快速加熱是微波加熱的突出特點。水分子是極性分子,繞其對稱軸的旋轉(zhuǎn)頻率為22吉赫,在此頻率的水對微波產(chǎn)生共振吸收現(xiàn)象,對微波有很強的吸收作用。而一般食品中都含有水分子,因此可用微波快速烘干和烹調(diào)食品。
微波爐是一種多功能、快捷、方便、能量轉(zhuǎn)化均勻的加熱工具。微波在生物內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱量的熱效應(yīng),它不同于常規(guī)加熱。常規(guī)加熱是首先通過傳導(dǎo)、對流、輻射的傳熱方式加熱固體周圍的環(huán)境或固體表面,使固體的表面得到熱量,然后再通過熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳到固體內(nèi)部,其加熱介質(zhì)可以是熱空氣、爐氣、過熱蒸汽,也可以是遠紅外線輻射等。這種加熱方式效率低,加熱時間長。而微波加熱是一種“冷熱源”,它在產(chǎn)生和接觸到物體時,不是一般熱氣,而是電磁能,要在生物體內(nèi)經(jīng)過分子內(nèi)部作用才能轉(zhuǎn)化為熱能。因此,使用這種能源加熱時,不會像其他能源那樣由外向內(nèi)傳輸熱能,當內(nèi)部發(fā)熱時,外表就可能焦糊了。而使用微波進行加熱時,由于它能深入到物體的內(nèi)部,所以是里外一起加熱。另因物體表外的水分一般都較少,往往是里面的濕度高于表面的濕度,且內(nèi)部物質(zhì)如果質(zhì)地相同時,也往往是同時加熱,就不會出現(xiàn)加熱體表面燒焦的現(xiàn)象,并能保護表面形狀的色彩。所以,微波爐既能用于工業(yè)、醫(yī)療上進行加熱與解凍、烘烤與干燥等,還能用于家庭進行烹飪、野外軍事訓(xùn)練進行后勤保障的應(yīng)用。