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微波及微波的工作原理、优势

作者:佚名 来源 : 互联网 添加时间:2011年10月12日

微波是一种波长极短的电磁波,波长在1mm到1m之间,其相应频率在300GHz至300MHz之间。为了防止微波对无线电通信、广播和雷达的干扰,国际上规定用于微波加热和微波干燥的频率有四段,分别为:L段,频率为890~940MHz,中心波长330mm;S段,频率为2400~2500MHz,中心波长为122mm;C段,频率为5725~5875MHz,中心波长为52mm;K段,频率为22000~22250MHz,中心波长8mm。

    家用微波炉中仅用L段和S段。微波是在电真空器件或半导体器件上通以直流电或50Hz的交流电,利用电子在磁场中作特殊运动来获得的。这种运动可以简单的这样来解释一下:介质从电结构看,一类分子叫无极分子电介质,另一类叫有极分子电介质。在一般情况下,它们都呈无规则排列,如果把它们置于交变的电场之中,这些介质的极性分子取向也随着电场的极性变化而变化,这就叫做极化。外加电场越强,极化作用也就越强,外加电场极性变化得越快,极化得也越快,分子的热运动和相邻分子之间的摩擦作用也就越剧烈。在此过程中即完成了电磁能向热能的转换,当被加热物质放在微波场中时,其极性分子随微波频率以每秒几十亿次的高频来回摆动、摩擦,产生的热量足以使物料在很短的时间内达到热干的目的。

    微波炉中应用磁控管,通过磁控管把电能转换为微波能。磁控管有脉冲磁控管和连续磁控管两种。微波炉中应用的是连续波磁控管。微波的传播速度接近光速,它在传播过程中能够发生反射和折射它有三个与加热相关的重要特性。微波遇到金属物体,如银、铜、铝等会像镜子反射可见光一样被反射。因此,常用金属隔离微波。微波炉中常用金属制作箱体和波导,用金属网外加钢化玻璃制作炉门观察窗。微波遇到绝缘材料,例如玻璃、塑料、陶瓷、云母等,会像光透过玻璃一样顺利通过。因此,常用绝缘材料制作盛料盘,而不影响加热效果。微波遇到含水或含脂肪的物料,能够被大量吸收,并转化为热能。微波炉就是利用这个特性来加热物料的。

    微波是一种高频波,以每秒24亿次的速度变换,引起水分子的高速度轮摆运动,它们互相磨擦产生极大的热量,可以方便的干燥物料。

    病菌体内含有大量的水分子,在微波炉内的微波作用下快速打断生物链,一两分钟病菌即可全部被杀死。据测定,用500瓦微波炉对每克含有192万个大肠杆菌的红肠注行加热,半分钟后每克仅存活260个,1分钟后全部被杀死。

    微波的这些特性,令微波炉和工业微波设备得以诞生和广泛应用于加热、干燥、杀菌领域。被干燥物料时,因为发热在物料内部,所以加热均匀,不需翻动,不会产生外焦内生的现象。比如:腌肉、腊肉、咸鱼和熏鸭等物品在加工过程中会产生亚硝胺;亚硝酸盐作为防腐剂,它与食品发生化学反应也会生成亚硝胺,能引起细胞癌变。美国药理学家研究发现,将腌肉放在微波炉内烤45分钟,取出来时既香又脆、味美可口,而且用化学方法分析,找不到一点亚肖胺的痕迹。此外,用微波炉加热肉类食品,还能使肉类食品的营养成分得到充分保护。

    微波加热主要特点:

    1、加热快速

    微波加热它是使被加热物体本身成为发热体,不需要热传导过程。因此,尽管是热传导性较差的物料,也可以在极短的时间内达到加热温度。

    2、均匀加热

    无论物体各部位形状如何,微波加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。所以物体内外加热均匀性基本一致。

    3、节能高效

    在微波加热过程中除了被加热物料升温外,几乎无其它损耗。故热效率高、节能。

    4、防酶、杀菌、保鲜

    微波加热具有热效应和生物效应,能在较低温度下杀菌和防酶保鲜。由于加热速度快、时间短,能最大限度地保存物料的活性和原有物料的色泽和营养成分。

    5、工艺先进可实现自动化控制

    只要控制微波功率即可实现立即加热和终止,没有热惯性。应用人机界面和PLC可进行加热过程和加热工艺规范的可编程控自动化控制。

    6、安全无害、改善劳动条件

    由于微波是控制在金属制成的加热腔体和波导管中工作,几乎无微波泄漏,没有放射性残留及有害气体排放,设备向外散热少,噪音小,极大改善工作环境和工人劳动强度。

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