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微波加熱原理
微波爐的加熱原理與物質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)系緊密。微波是一種高頻率的電磁波。微波爐利用其內(nèi)部的磁控管將電能轉(zhuǎn)化成微波,以2450MHZ的頻率振蕩頻率穿透食物,食物內(nèi)的極性分子[比如水,蛋白質(zhì),脂肪,糖類]即被吸引以2450MHZ的頻率做振蕩,分子之間互相碰撞產(chǎn)生大量的摩擦熱量,微波爐就是利用這種分子本身產(chǎn)生的摩擦熱量快速加熱食物,因此加熱時間很短。
微波是指頻率在300兆赫茲到300千兆赫茲的電磁波。被加熱介質(zhì)物料中的水分子是極性分子。它在快速變化的高頻電磁場作用下,其極性取向?qū)㈦S著外電場的變化而變化,造成分子的運動和相互摩擦效應(yīng)。此時微波場的場能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能,使物料溫度升高,產(chǎn)生熱化和膨化等一系列物化過程而達到微波加熱的目的。通過微波加熱,在生產(chǎn)過程中我們就有微波干燥設(shè)備,微波烘干設(shè)備,微波殺菌設(shè)備等應(yīng)用于大眾化的工廠生產(chǎn)線設(shè)備。
1、選擇性加熱
物質(zhì)吸收微波的能力,主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對微波的吸收能力就強,相反,介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)存在差異,微波加熱就表現(xiàn)出選擇性加熱的特點。物質(zhì)不同,產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子,介電常數(shù)較大,其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大,對微波具有強吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對較小,其對微波的吸收能力比水小得多。因此,對于食品來說,含水量的多少對微波加熱效果影響很大。
2、 穿透性
微波比其它用于輻射加熱的電磁波,如紅外線、遠紅外線等波長更長,因此具有更好的穿透性。微波透入介質(zhì)時,由于介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)溫度的升高,使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時加熱升溫,形成體熱源狀態(tài),大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時間,且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負相關(guān)關(guān)系時,物料內(nèi)外加熱均勻一致。
3、 熱慣性小
微波對介質(zhì)材料是瞬時加熱升溫,能耗也很低。另一方面,微波的輸出功率隨時可調(diào),介質(zhì)溫升可無惰性的隨之改變,不存在“余熱”現(xiàn)象,極有利于自動控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。