微波设备的设计原理

微波技术是上世纪中叶兴起的无线电技术,它首先被广泛应用于无线电通讯、广播、电视、导航、遥撼、遥测、雷达等领域。近些年来，它又作为一种能源在经济建设和人们日常生活中得到了日益广泛的运用，如家用微波炉早已进入千家万户，作为一种工业加热手段，它首先在食品工业中得到了应用，主要用于干燥、杀菌、焙烤、熟化、膨化、调温解冻、醇化、催熟等，随着微波技术的不断革新后又被广泛的用于医药、化工、昆虫等多种行业，有利地促进了工农业进一步发展。随着经济和科学技术的不断发展，相信微波能技术将在更多的行业中得到广泛的应用。

一、微波加热机理：

微波具有一定的能量（电磁场能）。在一定的条件下，它作为一种工能源予以应用，微波对物料的作用有物理、化学、生物等效应，可用于各种目的，但应用zui广泛的是微波加热。

微波加热是极高频率的电磁振荡作用于具有电极性的物料分子，使其分子排列趋向剧烈变化，而产生激烈的类似于“摩擦”的效果。使物体变热。此过程即微波的电磁场能量转化为热能。水分子是极性分子，强烈吸收微波。含有水分的物料在受到足够的微波辐射时，其中的水分子吸收微波很快的升温蒸发，物料得以迅速干燥。微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变性，使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡；生物效应是微波电磁场改变细胞膜断面的电位分布，影响细胞周围电子和离子浓度，从而改变细胞膜的通透性能，细胞因此营养不良，不能正常新陈代谢，细胞结构功能紊乱，生长发育受到抑制而死亡。此外，决定细胞正常生长和稳定遗传繁殖的核酸（RNA）和脱氧（DNA）是由若干氢键紧密连接而成的卷曲形大分子。足够强的微波场可以导致氢键松弛、断裂和重组，从而诱发遗传基因突变，或染色体畸变，甚至断裂。微波灭菌正是利用了电磁场的热效应和生物效应对生物的破坏作用，因此，微波杀菌温度低于常规方法，仅要70-105℃，时间仅约需3-5分钟。