微波是一種頻率*的電磁波,其頻率范圍在300MHZ-300GMHZ,微波技術是上世紀中葉興起的無線電技術,它首先被廣泛應用于無線電通訊、廣播、電視、導航、遙撼、遙測、雷達等領域。近些年來，它又作為一種能源在經(jīng)濟建設和人們?nèi)粘Ｉ钪械玫搅巳找鎻V泛的運用，如家用微波爐早已進入千家萬戶，作為一種工業(yè)加工手段，它首先在食品工業(yè)中得到了應用，主要用于干燥、殺菌、焙烤、熟化、膨化、調(diào)溫解凍、醇化、催熟等，隨著微波技術的不斷革新后又被廣泛的用于醫(yī)藥、化工、昆蟲等多種行業(yè)，有利地促進了工農(nóng)業(yè)進一步發(fā)展。隨著經(jīng)濟和科學技術的不斷發(fā)展，相信微波能技術將在更多的行業(yè)中得到廣泛的應用。

一、微波加熱機理：

微波具有一定的能量（電磁場能）。在一定的條件下，它作為一種工能源予以應用，微波對物料的作用有物理、化學、生物等效應，可用于各種目的，但應用zui廣泛的是微波加熱。

微波加熱是*頻率的電磁振蕩作用于具有電極性的物料分子，使其分子排列趨向劇烈變化，而產(chǎn)生激烈的類似于“摩擦”的效果。使物體變熱。此過程即微波的電磁場能量轉(zhuǎn)化為熱能。水分子是極性分子，強烈吸收微波。含有水分的物料在受到足夠的微波輻射時，其中的水分子吸收微波很快的升溫蒸發(fā)，物料得以迅速干燥。

微波殺菌是微波的熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質(zhì)變性，使細菌失去營養(yǎng)、繁殖和生存的條件而死亡；生物效應是微波電磁場改變細胞膜斷面的電位分布，影響細胞周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細胞因此營養(yǎng)不良，不能正常新陳代謝，細胞結構功能紊亂，生長發(fā)育受到抑制而死亡。此外，決定細胞正常生長和穩(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。足夠強的微波場可以導致氫鍵松弛、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。微波滅菌正是利用了電磁場的熱效應和生物效應對生物的破壞作用，因此，微波殺菌溫度低于常規(guī)方法，僅要70-105℃，時間僅約需3-5分鐘。

二、微波加熱特點：

1.加熱迅速、均勻：不需要熱傳導過程，它能在瞬間穿透被加熱物料，穿透深度可達幾厘米，甚至十幾厘米，數(shù)秒到數(shù)十秒就能把微波能轉(zhuǎn)為熱能。微波具有選擇性加熱，使加熱更均勻。

2.節(jié)能高效：由于含有水分的物質(zhì)極易吸收微波而加熱，因此，除少量的傳輸損耗外幾乎無其他損耗。微波加熱與遠紅外加熱相比，節(jié)約能量1/3。

3.防霉殺菌保鮮：微波加熱具有熱效應和生物效應，因此，能在較低溫度下滅霉和殺菌；能zui大限度地保存物料的活性和食品中的維生素、色澤和營養(yǎng)成分。

4.工藝*，可連續(xù)生產(chǎn)：只要控制微波功率即可實現(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)，實現(xiàn)計算機控制，節(jié)省勞力。

5.安全無害：由于微波能是控制在金屬制成的加熱室內(nèi)和波導管中工作，所以微波被有效地控制。沒有放射線危害及有害氣體排放，不產(chǎn)生余熱，既不污染事物，也*，改善勞動條件。

6.設備占地面積少，節(jié)省投資。

三、微波能在食品工業(yè)中的應用：

微波作為能源被實際使用于食品加工，始于20世紀40年代美國制造*臺微波爐，以后陸續(xù)有食品工業(yè)中應用的微波能設備問世。主要使用在以下幾個方面：

1.干燥。是微波能應用zui廣泛的一個領域。如用于干燥面條、調(diào)味品、添加劑、瓜子、花生、蔬菜、菇類、肉脯、昆蟲等。美國微波干燥公司研制的915MHZ、60KW的通信面干燥機每小時加工通信面4000磅，而細菌含量僅為原來的1/15，該機比傳統(tǒng)熱風干燥節(jié)能25%。日本利用915MHZ、25KW和2450MHZ、10KW微波設備干燥中式方便面，還可對薯片、洋蔥片進行加工。產(chǎn)品的色澤、口味、口感都比傳統(tǒng)的方法好。微波干燥對于水分含量在20%以下的物料效果，比起傳統(tǒng)方法加熱干燥速度快得多，節(jié)能。

2.滅菌。微波滅菌較之傳統(tǒng)方法滅菌具有速度快、溫度低、效率高、可穿透包裝物（袋、瓶）滅菌以避免二次污染等優(yōu)點。瑞典永2450MHA、80KW的微波面包殺菌防霉機，用于每小時加工4400磅面包片的生產(chǎn)線上。經(jīng)微波處理后，面包片的溫度由20℃上升到80℃，時間僅需1-2分鐘，處理后的面包片的保存期由原來的3-4天延長到30-60天。采用2450MHZ、10KW隧道式微波干燥滅菌機生產(chǎn)天然花粉后，實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率提高了十幾倍，節(jié)電80%以上，產(chǎn)品質(zhì)量好，經(jīng)濟效益顯著。需要強調(diào)的是，在食品加工中，微波干燥、滅菌往往是同時進行，也即在對食品干燥的同時亦進行了殺菌，此時微波設備“一機兩用”，可加工設備，減少投資。

3.烘烤。微波對食品物料加熱升溫超過120℃即可產(chǎn)生烘烤效果。如雀巢公司用2450MHZ、10KW微波設備焙烤可使加工時間僅需5-10分鐘，比傳統(tǒng)焙烤速度快1倍以上，小時加工量達120公斤。幾年前已有客戶用我公司制造的微波設備焙烤“南乳花生米”，生產(chǎn)出的花生米比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的花生米更松脆、清香、可口，其產(chǎn)品出口到北美等地。

4.膨化。膨化食品是60年代末在我國迅速發(fā)展起來的一類新型食品，因其組織多孔膨松、口感香酥、益于消化吸收，還因其具有加工方便、自動化程度高、質(zhì)量較為穩(wěn)定、綜合成本低等優(yōu)點，因而在現(xiàn)代化的食品工業(yè)中顯出了極大的*性。而膨化技術作為一種新型的食品加工技術則經(jīng)歷了從油炸膨化、焙烤膨化到目前使用的擠壓膨化技術、微波膨化技術等階段的發(fā)展。微波膨化技術是隨著微波能在食品加工的應用而發(fā)展起來的，它是微波加熱干燥的一個特殊應用。其原理是微波能量到達物料深層，轉(zhuǎn)換成熱能，將物料深層水份迅速蒸發(fā)形成較高的內(nèi)部蒸汽壓力條件，迫使物料膨化。以淀粉和蛋白質(zhì)為主要成分的生料，在經(jīng)過蒸煮、干燥等預加工后再經(jīng)微波加熱膨化成干制品，即可得膨化食品。用微波加熱膨化干燥的小食品可長期保存而不“回生”。

目前，微波膨化食品的加工應用有3個方面：對淀粉精制生料的膨化干燥加工，對蛋白質(zhì)精制生料的膨化干燥加工，對谷豆類、根莖瓜菜類的膨化干燥加工。日本對大豆蛋白制品進行了大量的研究，申請了多項關于大豆蛋白制法的，并對蛋白質(zhì)的膨化干燥加工和水分的關系，及其與食鹽、膨化劑的關系，與淀粉添加量的關系，與粘稠劑、含氣泡劑的關系進行了大量的實驗研究。

米在經(jīng)過浸泡、蒸熟后再經(jīng)微波膨化成半熟米，是微波膨化干燥的另一個重要應用，如速食米或?qū)⒅筮^的已成型米從冷凍狀態(tài)送入微波爐內(nèi)加熱，形成有膨化的米制品，其外表有硬殼，內(nèi)部組織軟而松。還可事先加入風味混合物，可做出洋蔥-黃油及豆油-芝麻風味的產(chǎn)品等。

微波膨化加工也可應用在焙烤食品生產(chǎn)中。在以酵母發(fā)酵的小麥粉為主原料的食品原料中加入5%-60%的微波膨化小麥粉或長粒米粉，可顯著改善微波焙烤小白面包的內(nèi)部組織及可口性，在食品原料中加入可食的變性淀粉，則可減少微波加熱導致的膨化食品的不可口性。