1.1西安隧道式真空微波殺菌設(shè)備的原理
通常,一些介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成幌甘。在微波電磁場的作用下潮售,介質(zhì)中的極性分子從原來的熱運動狀態(tài)轉(zhuǎn)為跟隨微波電磁場的交變而排列取向。例如锅风,采用的微波頻率為2 450 MHz酥诽,就會出現(xiàn)每秒24億5千萬次交變鞍泉,分子間就會產(chǎn)生激烈的摩擦。在這一微觀過程中肮帐,微波能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱量咖驮,使介質(zhì)溫度呈現(xiàn)為宏觀上的升高,這就是對微波加熱zui通俗的解釋代徒。
微波滅菌的原理是兩方面的市口,它既有熱效應(yīng)滅菌,又有非熱效應(yīng)滅菌昔黍,因此它具有雙重殺菌功能穗俩。微波加熱時,細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)伴糟、核酸成分等分子極性集團熏祝,在微波場下高速旋轉(zhuǎn)、振動壮焰,一方面加熱使細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固而死亡们眶;另一方面也可以使蛋白質(zhì)、核酸變性而死亡费武。
利用脈沖調(diào)制的微波能進行殺菌試驗秕肌,可以用較小的溫升達到殺菌的目的。這說明微波殺菌不只是熱力殺菌瞎喉,還有非熱力致死細(xì)菌的能力好唯,這就是所謂的非熱效應(yīng)。根據(jù)這個原理燥翅,可以在極短的時間內(nèi)采用高于常規(guī)微波場能量密度的數(shù)倍或數(shù)十倍的脈沖微波能量骑篙,不但可以可靠殺死細(xì)菌,還可大大降低藥品溫升森书,降低設(shè)備的能耗靶端。
1.2西安隧道式真空微波殺菌設(shè)備介質(zhì)材料與微波場的關(guān)系
微波加熱干燥是介質(zhì)材料自身損耗電磁能量而加熱。微波加熱的一個基本條件是:物料內(nèi)有能吸收微波的物質(zhì)凛膏,水是吸收微波很好的介質(zhì)杨名,所以凡是含水的物質(zhì)必定會吸收微波。對于金屬材料猖毫,電磁場不能投入內(nèi)部而是被反射出來台谍,所以金屬材料不能用微波加熱。
有一部分介質(zhì)雖然是非極性分子組成吁断,但也能在不同程度上吸收微波趁蕊,其原理可解釋為這種物質(zhì)分子在微波場下發(fā)生彈性變形而生熱。另一類介質(zhì)仔役,他們基本上不吸收微波妒贞,如聚四氟乙烯翁写、聚丙烯、聚乙烯剑银、聚砜塑料和玻璃汰检、陶瓷等,他們能透過微波锄垛,而不吸收微波何杈,這類材料可作為加熱用的容器或支撐物。
根據(jù)介質(zhì)材料與微波場之間的相互關(guān)系可分為四類:(1)導(dǎo)體尘腕,該種物料(如金屬)能反射微波刨税,可用于貯存或引導(dǎo)微波,即導(dǎo)體可作為干燥室和波導(dǎo)的材料摸马;(2)絕緣體筏所,也稱“無損耗介電體”,幾乎所有的絕緣體不反射也不吸收微波五逢,而微波可以穿透絕緣體蜀悯,因此這些材料(如陶瓷、玻璃竹观、塑料等)可用作微波場中被加熱物料的支撐裝置镐捧;(3)介電體,其特性介于前二者之間臭增,它們中的絕大部分材料可叫做“有損耗介電體”懂酱,能不同程度地吸收微波能量,并將之化為熱量誊抛; (4)鐵磁體列牺,它們也吸收、反射和穿透微波拗窃,并同微波的磁場分量發(fā)生作用瞎领,且產(chǎn)生熱量,這種材料常作為保護或扼流裝置的材料随夸,用來防止微波能量的泄漏九默。
在微波加熱中,介質(zhì)發(fā)熱程度與微波頻率宾毒、電磁場強度驼修、介質(zhì)自身的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗正切值等參數(shù)有關(guān)。在微波加熱過程中窄兜,還存在一個穿透能力和加熱深度問題饲肪。什么叫穿透能力?穿透能力就是電磁波穿入到介質(zhì)內(nèi)部的本領(lǐng)恤兴,電磁波從介質(zhì)的表面進入并在其內(nèi)部傳播時塔苦,由于能量不斷被吸收并轉(zhuǎn)化為熱,它所攜帶的能量就隨著深入介質(zhì)表面的距離成指數(shù)規(guī)律衰減闽但。微波的穿透能力要比紅外線大得多医窖,其中915 MHz又比2 450 MHz的微波穿透深度大。
1.3對物料的要求
由于微波加熱滅菌是與物料的水分直接相關(guān)阁喉,因此物料中應(yīng)含有適量的水分蔽树,有報道說,當(dāng)物料中的水分低于10%時噪设,其滅菌效果不明顯碗挟。
微波干燥或滅菌時,物料中的水分應(yīng)均勻乔墙,不宜出現(xiàn)局部的過濕或過干現(xiàn)象竞谒,這樣可能由于局部的溫度升高劇烈,導(dǎo)致物料的部分焦化腔召。
微波對不同的物料可能會出現(xiàn)的不同的穿透能力杆查,如對水的穿透能力為2~3 cm,因此在物料的干燥或滅菌時臀蛛,都應(yīng)采取動態(tài)的物料為好亲桦,如適宜的攪拌或翻動。