微波干燥杀菌保鲜的机理

微波干燥杀菌保鲜的机理
微波是指频率300兆赫至300千兆赫的电磁波，在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。例如，采用的微波频率为2450兆赫，就会出现每秒24亿5千万次交变，产生激烈的摩擦而生热。在这一微观过程中，微波能量转化为介质内的热能，使介质温度呈现为宏观上的升高。
   微波具有热效应和非热效应双重杀菌作用。微波热效应杀菌机理的简述是：生物细胞是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂化合物构成的一种凝聚态介质。该介质在强微波场的作用下，温度升高。其空间结构发生变化或破坏，蛋白质变性，影响其溶解度、粘度、膨胀性、稳定性，从而失去生物活性。
   微波非热效应杀菌机理的简述是：微波作用能改变生物性排列聚合状态及其运动规律，而且微波场感应的离子流会影响细胞膜附近的电荷分布，导致膜的屏障作用受到损伤，影响NA-K泵的功能，产生膜功能障碍，从而干扰或破坏细胞的正常新陈代谢功能，导致细菌生长抑制、停止或死亡。再则细胞中的核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）在微波场力作用下可导致氢键的松弛、断裂或重组。诱发基因突变或染色体畸变，从而影响其生物活性的改变、延缓或中断细胞的稳定遗传和增值。
微波杀菌、保鲜是微波热效应和非热效应共同作用的结果。微波的热效应主要起快速升温杀菌作用；而非热效应则使用微生物体内蛋白质和生理活性物质发生变异，而丧失活力或死亡。因此，微波杀菌温度低于常规方法，一般比较，常规方法杀菌温度要在100摄氏度以上，时间要在十几分钟至几十分钟，而微波杀菌温度仅在70-90摄氏度，时间约为几分钟。
一、微波杀菌特点：
 1、时间短、速度快：常规热力杀菌是通过传导、对流或辐射等方式将热量从食品表面传至内部。要达到杀菌温度，往往需要较长时间。微波杀菌是微波能与食品以及细菌等微生物直接相互作用，热效应与非热效应共同作用，达到快速升温杀菌作用，处理时间大大缩短，各种物料的杀菌作用一般在3-5分钟。低温杀菌保持营养成分和传统风味。
   微波杀菌是通过特殊热和非热效应杀菌，与常规热力杀菌比较，能在比较低的温度和较短的时间获得所需的消毒杀菌效果。实践证明，一般杀菌温度在75-80摄氏度就能达到效果，此外，微波处理食品能保留更多的营养成分和色、香、味、形等风味，且有膨化效果。如常规热力处理的蔬菜保留的维生素C是46-50％，而微波处理是60-90％，常规加热猪肝维生素A保持为58％，而微波加热为84％。
2、节约能源：常规热力杀菌往往在环境及设备上存在热损失，而微波是直接对食品进行作用处理，因而没有额外的热能损耗。相比而言，一般可节电30-50％。
3、均匀：常规热力杀菌是从物料表面开始，然后通过热传导传至内部。存在内外温差。为了保持食品风味，缩短处理时间，往往食品内部没有达到足够温度而影响杀菌效果。。
由于微波具有穿透作用，对食品进行整体处理时，表面和内部都同时受到作用，所以消毒杀菌均匀、。
4、便于控制:微波食品杀菌处理，设备能即开即用，没有常规热力杀菌的热惯性，操作灵活方便，微波功率能从零到额定功率连续可调、传输速度从零开始连续调整，便于控制。
5、设备简单，工艺:与常规消毒杀菌相比，微波杀菌设备不需要锅炉、复杂的管道系统、煤场和运输车辆等，只要具备水、电基本条件即可。
二、微波干燥原理:
微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波。通常，物质由极性分子和非极性分子组成。在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。例如：采用的微波频率为2450兆赫，就会出现每秒24.5亿排列，分子间就会产生激烈的摩擦。在这一过程中，微波能量瞬间转化为物质内的热量，使物质温度呈现为快速的升高。
三、微波干燥特点：
1、加热迅速、节能:微波加热与传统加热方式（热传导、对流、辐射）的机理不同，它是使被加热物料本身发热，不需要热传导过程而且设备与空气不吸收热量，物料内外在瞬间达到加热温度，与传统的电加热、远红外加热相比节能2-3倍以上。
2、加热均匀、提高产品质量:微波能渗透到物料内部，使物料表里同时产生热能，选择性加热使物料加热均匀性好，不会产生外焦内生现象。随着物料表面水分不断蒸发，物料表面屋温度将略低于里层温度，形成的温度梯度由内指向外，与加热过程中伴随发生的蒸汽压迁徙方向与热量迁移方向均一致。据物料干燥理论，这种加热状态是极有利于物料干燥的。
3、热惯性小、加热的即时性、易于控制:微波输出的能量即刻就被物料吸收而加热。但对于传统加热，它们输出能量同时被物料吸收和冷的炉体吸收。微加热只需用电，只要控制微波功率即可实现立即加热或终止，没有预热过程。应用人机界面和PLC可实现工艺过程的自动化控制。
4、占地少、 安全环保:微波能量集中有且加热迅速，使其占地少。科学的漏能抑制系统使微波泄漏严格控制在国标范围以内，不产生放射性危害，且整个过程无有害气体排放，不产生余热和粉尘污染。