微波是指波長為1ⅡⅡn～1 m，頻率為300~300 000 MHz的電磁波，其方向和大小隨時間作周期性 變化。我國常用的頻率有915 MHz和2 450 MHz。微波與物料直接作用，將高頻電磁波轉(zhuǎn)化為熱能的 過程即為微波加熱 。早在20世紀60年代，國外就將微波技術(shù)應用于食品工業(yè)，主要用于食品干燥、 殺菌、膨化、烹調(diào)等方面。如瑞典的卡洛里公司用2 450 M 、80 kW的微波面包殺菌機，加工能力為1 816 ke,／h，經(jīng)微波處理后，面包溫度由20℃上升到80℃ ，時間僅需1～2 min，處理后的面包片保存期由原來的3～4 d延長到30~60 dt副。

我國從20世紀70年代開始研制、推廣微波技術(shù)與設(shè)備。近年來，微波能的應用在食品工業(yè)中發(fā)展極為迅速。微波干燥、殺菌技術(shù)與設(shè)備日臻完善，功率從幾kw 到幾百kW 的各種用途、規(guī)格的微波干燥、殺菌設(shè)備層出不窮。由于人們對軟包裝食品需求量增加，各種袋裝、盒裝、瓶裝的食品采用微波技術(shù)進行二次殺菌，既簡單又有效。目前，我國研制的各種微波干燥殺菌設(shè)備在方便面的干燥、兒童食品、肉制品、豆制品、飲料等方面得到了廣泛應用，取得了良好效果。

1 微波干燥、殺菌的原理：微波是一種電磁波，可產(chǎn)生高頻電磁場。介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成，在電磁場作用下，極性分子從原來的隨機分布狀態(tài)，轉(zhuǎn)向依照電場的極性排列取向，在高頻電磁場作用下，造成分子的運動和相互摩擦從而產(chǎn)生能量，使得介質(zhì)溫度不斷提高。因為電磁場的頻率極高，極性分子振動的頻率很大，所以產(chǎn)生的熱量很高。當微波加熱應用于食品工業(yè)時，在高頻電磁場作用下，食品中的極性分子(水分子)吸收微波能產(chǎn)生熱量，使食品迅速加熱、干燥0研究表明，微波干燥分4個階段：內(nèi)部調(diào)整、液體流動、等速干燥和減速干燥階段。每個階段都有各自的溫度、濕度分布。但總的來講，物料內(nèi)部的溫度梯度和濃度梯度很小，在溫度接近100℃ 時，壓強急速升高，物料中心處壓強高，沿徑向漸減，形成壓力梯度。所以，由蒸汽壓造成的傳質(zhì)方向是由里向外的L9]。另一類由非極性分子組成的物質(zhì)，基本上不吸收或很少吸收微波能，這類物質(zhì)有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等塑料制品和玻璃、陶瓷等，它們能透過微波，可作為食品的包裝物u引。依照上述原理，微波技術(shù)也常用于食品的殺菌。微波殺菌就是將食品經(jīng)微波處理后，使食品中的微生物喪失活力或死亡，從而達到延長保存期的目的。一方面，當微波進入食品內(nèi)部時，食品中的極性分子，如水分子等不斷改變極性方向，導致食品的溫度急劇升高而達到殺菌的效果。另一方面，微波能的非熱效應在殺菌中起到了常規(guī)物理殺菌所沒有的特殊作用，細菌細胞在一定強度微波場作用下，改變了它們的生物性排列組合狀態(tài)及運動規(guī)律，同時吸收微波能升溫，使體內(nèi)蛋白質(zhì)同時受到無極性熱運動和極性轉(zhuǎn)動兩方面的作用，使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或破壞，導致蛋白質(zhì)變性，終失去生物活性。因此，微波殺菌主要是在微波熱效應和非熱效應的作用下，使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)和生理活性物質(zhì)發(fā)生變異和破壞，從而導致細胞的死亡Ll川。微波殺菌設(shè)備一般有3個階段，第1階段是迅速升溫，達到預定殺菌溫度，此階段一般采用較強的均勻能量密度；第2階段是保溫過程，使殺菌物料的溫度保持均衡，第3階段是自然冷卻或強制冷卻過程。

2 微波干燥、殺菌的特點

2．1 加熱時間短、速度快常規(guī)加熱需較長時間才能達到所需干燥、殺菌的溫度。由于微波能夠深入到物料內(nèi)部而不是靠物體本身的熱傳導進行加熱，所以，微波加熱的速度快。干燥時間可縮短50％或更多。微波殺菌一般只需要幾秒至幾十秒就能達到滿意的效果。

2．2 保持食品的營養(yǎng)成分和風昧微波干燥、殺菌是通過熱效應和非熱效應共同作用，因而與常規(guī)熱力加熱比較，能在較低的溫度就獲得所需的干燥、殺菌效果。微波加熱溫度均勻，產(chǎn)品質(zhì)量高，不僅能高度保持食品原有的營養(yǎng)成分，而且保持了食品的色、香、味、形。如常規(guī)加熱處理的豬肝保留的維生素A為58％，而微波處理則能保留84％ 。

2．3 節(jié)能高效、安全無害常規(guī)熱力干燥、殺菌往往需要通過環(huán)境或傳熱介質(zhì)的加熱，才能把熱量傳至食品，而微波加熱時，食品直接吸收微波能而發(fā)熱，設(shè)備本身不吸收或只吸收極少能量，故節(jié)省能源，一般可節(jié)電30％ ～50％。微波加熱不產(chǎn)生煙塵、有害氣體，既不污染食品，也不污染環(huán)境。通常微波能是在金屬制成的封閉加熱室內(nèi)和波導管中工作，所以能量泄漏極小，大大低于國家標準，十分安全可靠。

2．4 易于控制、反應靈敏、工藝先進微波加熱控制只需調(diào)整微波輸出功率，物料的加熱情況可以瞬間改變，便于連續(xù)生產(chǎn)，實現(xiàn)自動化控制，提高勞動效率，改善勞動條件，可節(jié)省投資。

3 微波干燥、殺菌的發(fā)展前景：微波技術(shù)作為一種現(xiàn)代高新技術(shù)在食品中的應用越來越廣泛，如食品的干燥、焙烤、膨化、烹調(diào)、解凍、殺菌等。可以說，微波技術(shù)在很大程度上促進了食品工業(yè)的發(fā)展。尤其是對于產(chǎn)品價值高，質(zhì)量要求嚴，熱傳導率低，用傳統(tǒng)工藝難以解決的物料，微波干燥、殺菌技術(shù)發(fā)揮了重要作用[ ]。目前，我國食品工業(yè)中有許多從事微波技術(shù)研究和應用的科研、生產(chǎn)單位，每年都有新技術(shù)、新工藝投入使用。今后，微波技術(shù)在不斷完善自身技術(shù)與設(shè)備的同時，應該與其它干燥技術(shù)，如熱風干燥、真空干燥、冷凍干燥、遠紅外線干燥等技術(shù)相結(jié)合，向更深、更廣的方向發(fā)展。

3．1 微波一熱風干燥技術(shù)微波干燥與熱風干燥相結(jié)合，可以提高干燥效率和經(jīng)濟性。因為微波的加熱特性與眾不同，尤其適用于低水分含量(<20％)物料的干燥，此時水分遷移率低，微波能將物料內(nèi)部的水分驅(qū)除。如果食品的含水量過高，應用微波加熱將導致食品過熱，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。由于熱風干燥可有效地排除物料表面的自由水分，而微波干燥可有效地排除內(nèi)部水分，2種方法相結(jié)合，可發(fā)揮各自的優(yōu)點，使干燥成本下降。微波與熱風干燥結(jié)合有2種形式，一是先用微波加熱，即先用微波對物料進行預熱，然后再用熱風干燥；

二是后用微波加速干燥，即當熱風干燥進入降速階段，此時物料表面是干的，內(nèi)部是濕的，加入微波干燥能使物料內(nèi)部水分迅速排出。因為熱風干燥在接近終了時效率低，因此在熱風干燥快結(jié)束時，加入微波干燥可大大提高干燥效率。

3．2 微波——真空干燥技術(shù)是把微波干燥和真空干燥技術(shù)相結(jié)合，真空干燥由于有一定的真空度，水分擴散速率加快，物料是在較低的溫度下進行脫水干燥的，較好地保持了物料的營養(yǎng)成分。微波可為真空干燥提供熱源，克服了真空狀態(tài)下常規(guī)熱傳導速率慢的缺點。微波一真空干燥技術(shù)適合熱敏性物料的干燥處理。

3．3 微波— 冷凍干燥技術(shù)，冷凍干燥是指凍結(jié)物料中的冰直接升華為水蒸氣的干燥過程。在干燥時需外部加熱提供升華的熱量。升華的速率取決于熱量的提供。而微波加熱傳導率高，并且有針對性的對冰加熱，已干燥的部分很少吸收微波能，從而提高了干燥速率，縮短了干燥時間。微波一冷凍干燥技術(shù)適用于高附加值的產(chǎn)品引。

3．4 微波— 遠紅外干燥技術(shù)用微波與遠紅外作為熱源，利用遠紅外可使物料分子、原子振動產(chǎn)生熱能，微波與遠紅外相結(jié)合可大大提高干燥速率。

總之，利用微波技術(shù)與其它干燥技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)點。這些組合技術(shù)具有科學性和實用性。隨著科技的發(fā)展和社會的需求，人們更加關(guān)注節(jié)能、有效的食品高新技術(shù)，所以，微波干燥、殺菌技術(shù)以其獨特的加熱特點，在食品工業(yè)中的應用前景將十分廣闊。