微波應(yīng)用問題解疑

答：微波與無線電波、紅外線、可見光一樣都是電磁波，微波是指頻率為300MHz-300KMHz的電磁波，即波長在1米到1毫米之間的電磁波。微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為“超高頻電磁波”。

答：微波能通常由直流或50MHz交流電通過一特殊的器件來獲得。可以產(chǎn)生微波的器件有許多種，但主要分為兩大類：半導(dǎo)體器件和電真空器件。電真空器件是利用電子在真空中運(yùn)動(dòng)來完成能量變換的器件，或稱之為電子管。在電真空器件中能產(chǎn)生大功率微波能量的有磁控管，多腔速調(diào)管，微波三、四極管，行波管等。在目前微波加熱領(lǐng)域特別是工業(yè)應(yīng)用中使用的主要是磁控管及速調(diào)管。

答：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，這些極性分子從原來的隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)向依照電場的極性排列取向。而在高頻電磁場作用下，這些取向按交變電磁的頻率不斷變化，這一過程造成分子的運(yùn)動(dòng)和相互摩擦從而產(chǎn)生熱量。此時(shí)交變電場的場能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能，使介質(zhì)溫度不斷升高，這就是對微波加熱最通俗的解釋。

答：微波滅菌的機(jī)理在于，細(xì)菌、成蟲與任何生物細(xì)胞一樣，是由水、蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、脂肪和無機(jī)物等復(fù)雜化合物構(gòu)成的一種凝聚態(tài)介質(zhì)。其中水是生物細(xì)胞的主要成分，含量在75～85%，因?yàn)榧?xì)菌的各種生理活動(dòng)都必須有水參與才能進(jìn)行，而細(xì)菌的生長繁殖過程，對各種營養(yǎng)物的吸收是通過細(xì)胞膜質(zhì)的擴(kuò)散、滲透和吸附作用來完成的。在一定強(qiáng)度微波場的作用下，物料中的蟲類和菌體也會(huì)因分子極化馳豫，同時(shí)吸收微波能升溫。由于它們是凝聚態(tài)物質(zhì)，分子間的作用力加劇了微波能向熱能的能態(tài)轉(zhuǎn)化。從而使體內(nèi)蛋白質(zhì)同時(shí)受到無極性熱運(yùn)動(dòng)和極性轉(zhuǎn)動(dòng)兩方面的作用，使其空間結(jié)構(gòu)變化或破壞，而使蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)變性后，其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩(wěn)定性都會(huì)發(fā)生明顯的變化，而失去生物活性。另一方面，微波能的非熱效應(yīng)在滅菌中起到了常規(guī)物理滅菌所沒有的特殊作用。也是造成細(xì)菌死亡的原因之一。

答：微波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電場能量而發(fā)熱。而不同介質(zhì)材料的介質(zhì)常數(shù)εr和介質(zhì)損耗角正切值tgδ是不同的，故微波電磁場作用下的熱效應(yīng)也不一樣。由極性分子所組成的物質(zhì)，能較好地吸收微波能。水分子呈極強(qiáng)的極性，是吸收微波的最好介質(zhì)，所以凡含水分子的物質(zhì)必定吸收微波。另一類由非極性分子組成，它們基本上不吸收或很少吸收微波，這類物質(zhì)有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等，它們能透過微波，而不吸收微波。