【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的工業(yè)企業(yè)不斷涌現(xiàn)出來(lái)，幾大公司生產(chǎn)的家用微波爐幾乎占據(jù)了世界同類產(chǎn)品總產(chǎn)量的70%以上，而且這一比例還在不斷增加，價(jià)格低廉，受到了國(guó)內(nèi)外用戶的歡迎。談到微波加熱及其在工農(nóng)業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中的應(yīng)用，不得不回顧一下這一新技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷史。早在20世紀(jì)70年代初，上海、南京等沿海城市中的幾個(gè)電子管廠率先研制出了微波加熱設(shè)備中的心臟部件即微波電子管—— 磁控管，與此同時(shí)，這些工廠及一些研究所也相互配合進(jìn)行了一些在工業(yè)中應(yīng)用的探索。例如上海輕工業(yè)研究所與上海燈泡廠合作，設(shè)計(jì)一套45kW的微波功率設(shè)備（隧道式微波干燥機(jī)）用于上海兒童食品廠的乳兒糕（一種嬰兒吃的糧食制品）生產(chǎn)線上。該生產(chǎn)線原采用蒸汽烘干，技術(shù)落后，廠房占地大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高；采用微波加熱方法后，占地面積大大縮小，環(huán)境清潔，加熱烘干效率大大提高。原來(lái)的熱風(fēng)干燥需6～8h（小時(shí)），采用微波加熱方法后，只需9min（分鐘）的極短時(shí)間，還解決了產(chǎn)品破碎以及易于酸敗等許多問(wèn)題，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，節(jié)省了50%的勞動(dòng)力。唯一的不足是生產(chǎn)成本提高了（主要是生產(chǎn)設(shè)備的投資成本）。當(dāng)時(shí)，為了宣傳和推廣微波新技術(shù)在輕工行業(yè)中的應(yīng)用，上海市有關(guān)部門還請(qǐng)上?？茖W(xué)教育電影制片廠專門為該車間拍了科教紀(jì)錄片。美國(guó)、英國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在20世紀(jì)70～80年代，首先在食品和橡膠這兩個(gè)行業(yè)中開始使用微波加熱方法，在對(duì)它們的主食面包的發(fā)酵和烘烤，油炸食品，蔬菜的煮白，雞肉、熏肉、火腿、鯡魚、土豆片、肉餡等進(jìn)行微波烹調(diào)和加工中取得了良好效益，對(duì)深度冷凍的肉制品的回原和解凍中效果顯著。對(duì)汽車輪胎的預(yù)加熱，對(duì)橡膠條的硫化（使橡膠具良好彈性的一種必要的加工處理技術(shù)）是微波最具有優(yōu)勢(shì)的一種處理方法。在橡膠硫化中，由于微波加熱是體積加熱，它與常規(guī)硫化方法不同，溫度上升速率不再取決于橡膠表面上的熱流情況；根據(jù)產(chǎn)品的厚度，微波加熱橡膠可以比常規(guī)加熱方法快上幾十甚至上百倍，從而大大縮短了處理時(shí)間，生產(chǎn)率的提高是通過(guò)低耗地增加流水線的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我國(guó)從20世紀(jì)80年代初開始相繼從國(guó)外引進(jìn)了一些微波橡膠硫化設(shè)備，不久后，自行研發(fā)成功的相應(yīng)設(shè)備也應(yīng)用在一些工廠中，目前，已有很多廠家能夠生產(chǎn)這類設(shè)備。橡膠行業(yè)應(yīng)該說(shuō)是微波技術(shù)應(yīng)用得最為成功、效益最為明顯的一個(gè)行業(yè)之一。最近幾年，我國(guó)的汽車工業(yè)快速發(fā)展，因此，像橡膠密封條等汽車配件量將會(huì)大量增加，這就使得在橡膠硫化技術(shù)中處于優(yōu)勢(shì)的微波橡膠硫化設(shè)備供不應(yīng)求。圖43為橡膠微波硫化設(shè)備，圖44為微波解凍設(shè)備。圖43　微波橡膠硫化設(shè)備圖44　微波解凍設(shè)備在國(guó)外，微波另一種長(zhǎng)期持久的應(yīng)用是對(duì)蔬菜的煮白。所謂煮白就是中止蔬菜中酶的活動(dòng)，否則在儲(chǔ)存期中會(huì)降低蔬菜質(zhì)量。通常，蔬菜和水果在冷凍前都需要用開水或蒸汽煮白，其目的是使過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶滅活。因?yàn)樗鼈兪鞘卟酥凶钅蜔岬难趸?，由于它們的存在，?huì)使冷凍或解凍后的產(chǎn)品產(chǎn)生顏色和口感風(fēng)味上的變化。研究表明，為使蔬菜和水果內(nèi)部的酶滅活，用常規(guī)的開水或蒸汽處理，不僅維生素C和液體的損失都比較大，而且由于表面過(guò)熱，使外形和味道也受到一定程度的影響。利用微波煮白，上述損失就要小得多。與常規(guī)技術(shù)相比，利用微波的優(yōu)點(diǎn)是溫升快，而常規(guī)方法的主要缺點(diǎn)是由于長(zhǎng)時(shí)間地暴露在水或蒸汽中，將會(huì)由于水分及營(yíng)養(yǎng)物的濾出而失重過(guò)多，但在過(guò)去，主要認(rèn)為對(duì)于這種季節(jié)性的廉價(jià)產(chǎn)品，微波設(shè)備的成本過(guò)高，折中的辦法是做成組合系統(tǒng)，即用常規(guī)方法將蔬菜加熱到60℃，然后在蒸汽環(huán)境中再用微波迅速將其加熱到90℃，一臺(tái)具有蒸汽注入的20kW的微波蔬菜煮白設(shè)備在英國(guó)制成后，每小時(shí)的處理速度約為300kg。該系統(tǒng)需要蒸汽提供20%的熱量。與常規(guī)技術(shù)相比，組合系統(tǒng)的總處理時(shí)間減少，而且產(chǎn)品煮白均勻。國(guó)外開發(fā)的另一個(gè)項(xiàng)目是利用微波從肉、骨頭和脂肪殘?jiān)袩捰?，用?lái)生產(chǎn)油脂及動(dòng)物飼料。這種高級(jí)油脂可用來(lái)生產(chǎn)人造奶油和優(yōu)質(zhì)肥皂。在微波煉油中，一旦油脂開始熔化和被熔解，它們就會(huì)從微波設(shè)備中直接流出，這與用常規(guī)加壓熬煮方法相反，在后一方法中，油脂要一直處理到最后才能從設(shè)備中取出，這樣，就會(huì)使油脂降級(jí)。微波熬油實(shí)際上沒有初始的水分蒸發(fā)，只是把脂肪從骨頭中分離出來(lái)。一臺(tái)30kW功率的微波熬油機(jī)可以達(dá)到1500kg/h的產(chǎn)量，效率很高。在日本，報(bào)道了采用微波和熱風(fēng)組合的加熱設(shè)備（頻率為915MHz，功率為125kW）對(duì)快煮雞蛋面作最后的干燥之用，它以每小時(shí)600kg的速度處理面條，使面條中的含水量從30%下降到13%，而熱風(fēng)則維持在80℃的溫度。另一個(gè)成功應(yīng)用的例子就是干燥紫菜——一種具有良好風(fēng)味的海藻產(chǎn)品。該產(chǎn)品像紙一樣薄，故在傳送帶上通過(guò)干燥機(jī)，用12kW的功率從大約每秒6張的速度處理，最后的含水量為5%。最近10年來(lái)，我國(guó)在方便面的脫水干燥工藝中逐漸采用微波方法取代傳統(tǒng)的油炸方法，收到了成效，節(jié)約了時(shí)間，提高了效率和產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)在上海等沿海廠商正在增產(chǎn)這種用于方便面干燥的自動(dòng)生產(chǎn)線，以供市場(chǎng)上的急需。在英國(guó)，報(bào)道了一臺(tái)利用微波和熱風(fēng)組合的裝置，在干燥洋蔥中取得了顯著的成效的事例。它先用常規(guī)熱風(fēng)將洋蔥的含水量從80%烘干到10%，再利用微波使其含水量從10%降到5%。要知道在這一段含水量降低過(guò)程中，如果仍采用常規(guī)方法進(jìn)行，那么其干燥過(guò)程將是十分漫長(zhǎng)的，從而大大增加了能源成本。而采用微波加熱技術(shù)方法后則要迅速得多，從而節(jié)約了30%的能源成本，并使含菌量減小90%。美國(guó)微波干燥公司研制了一條915MHz，60kW的通心面干燥機(jī)，該機(jī)先用71～82℃的熱風(fēng)在35min內(nèi)將面條的含水量降到18%左右，然后采用微波加熱方法，輔以溫度為82～93℃、相對(duì)濕度為15%～20%的熱風(fēng)對(duì)流。利用微波快速升溫，由里向外蒸發(fā)水分的優(yōu)點(diǎn)，再用熱風(fēng)加速了表面水分的蒸發(fā)，在12min內(nèi)將含水量再降到13%～%，最后進(jìn)行冷卻。該機(jī)組比原有設(shè)備節(jié)能25%。日本也有類似的產(chǎn)品。用上述設(shè)備加工的產(chǎn)品其色澤、口味、口感等都比傳統(tǒng)方法的好，這類加工設(shè)備還可干燥薯片等食品。法國(guó)國(guó)際微波公司應(yīng)用微波真空干燥生產(chǎn)速溶橘粉，長(zhǎng)度12m，饋入2450MHz，48kW的微波功率，使用玻纖增強(qiáng)聚四氟乙烯輸送帶的連續(xù)隧道式微波真空干燥機(jī)。其原理是先將含有63%，堆高至3～7mm，在1000～16 000Pa的低壓強(qiáng)下輸入微波功率，加熱40min，可使產(chǎn)品膨化到厚度為80～100mm，制成含水量為20%的速溶橘粉。每小時(shí)產(chǎn)量為49kg，年生產(chǎn)能力為220t（噸）。該產(chǎn)品不僅保持了橘汁原有的顏色和風(fēng)味，而且保留的維生素C含量是噴霧干燥方法不可能達(dá)到的。由此可見，微波加熱方法的優(yōu)點(diǎn)是其他任何傳統(tǒng)加熱方法無(wú)可比擬的。日本成功地用16個(gè)2450MHz，5kW的微波源干燥蛋黃粉。加工的方法是把漿料分布在傳送帶上，先用遠(yuǎn)紅外線預(yù)熱到80℃，然后用微波加熱，使?jié){料膨化至3～7cm厚，再急劇冷卻到40℃，切碎后繼續(xù)用常規(guī)方法干燥，最后制成蛋黃粉，每天產(chǎn)量可達(dá)1t。我國(guó)在食品的微波加工和處理技術(shù)中應(yīng)用更廣泛。例如，南京某營(yíng)養(yǎng)食品廠生產(chǎn)的天然花粉是一種高級(jí)滋補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)品，含有多種維生素及各種營(yíng)養(yǎng)素，處理溫度不能超過(guò)60℃。傳統(tǒng)方法的工藝是采用冷凍干燥和鈷60放射線滅菌，生產(chǎn)效率低，能耗大，成本高。而采用2450MHz，10kW的隧道式微波干燥滅菌機(jī)后，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，縮短了加工周期，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，效率提高了幾十倍，%，加熱均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好，具有低溫滅菌效果，改善了勞動(dòng)條件，減少了占地面積。利用微波對(duì)瓜子實(shí)現(xiàn)干燥—噴香—焙炒自動(dòng)化生產(chǎn)后，具有膨化均勻，無(wú)焦痕，酥脆，香味濃厚，無(wú)菌等優(yōu)點(diǎn)，比遠(yuǎn)紅外焙烤節(jié)能50%，成為城鄉(xiāng)人民喜好的傳統(tǒng)炒貨食品之一。此外，還在軟糖、方糖、魔芋片、檳榔芋、豆腐皮、魚片、魚丸、可可粉、鹽水鴨等許多傳統(tǒng)風(fēng)味食品領(lǐng)域做了大量可喜的試驗(yàn)和探索，有的已經(jīng)成功并已進(jìn)行批量生產(chǎn)，有的有待改進(jìn)提高。采用微波處理不僅節(jié)能明顯，而且具有殺菌功效，這種滅菌機(jī)理與傳統(tǒng)的巴氏高溫滅菌機(jī)理不同，屬于低溫滅菌范圍，因此對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分損失很小。在另一個(gè)工業(yè)領(lǐng)域即造紙工業(yè)中，很早就對(duì)紙張、浸漬紙、復(fù)合紙以及涂層油墨、膠合劑的微波干燥進(jìn)行了大量研究，有的已成功地用于生產(chǎn)。用微波干燥紙張不僅速度快，而且由于微波具有選擇性加熱的特點(diǎn)，而使水分自動(dòng)調(diào)平，干燥均勻能保證印刷質(zhì)量。用微波干燥樹脂浸漬紙，由于其內(nèi)外同時(shí)被加熱，使紙內(nèi)部的樹脂聚合較快，很少流動(dòng)到表層，因此分布比較均勻，提高了紙的內(nèi)部黏結(jié)強(qiáng)度與表面耐磨性能，折曲性能也大大提高。利用微波和遠(yuǎn)紅外組合機(jī)對(duì)瓦楞紙板進(jìn)行干燥，不僅可以增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品挺度和抗壓強(qiáng)度都得到了提高，殺菌防霉效果明顯，達(dá)到了外貿(mào)包裝要求，并且大大節(jié)能。此外，在紙板電池生產(chǎn)、彩色印刷品上光干燥過(guò)去都是采用紅外線烘干，上光油與紙張黏合性能差，表面有皺紋而且不平整，光亮度也不夠，而采用2450MHz，10kW組合加熱器后，產(chǎn)量質(zhì)量提高，色彩鮮艷，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，在耗電量相同情況下，產(chǎn)量提高了50%。在紡織工業(yè)中，微波的成功應(yīng)用是印染固色，即在纖維中固定染料的顏色，使其不褪色。通常是將微波和飽和蒸汽一起把紡織纖維快速升溫，在一定的溫度和濕度條件下，使染料分子完全擴(kuò)散到纖維內(nèi)部，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合，達(dá)到固色的效果。微波所需的能量?jī)H為遠(yuǎn)紅外的20%，而且各項(xiàng)物理指標(biāo)色澤等都有一定程度的提高。我國(guó)一些工廠在染料、化肥、藥品特別是中成藥的干燥滅菌工藝中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，特別是最近若干年來(lái)，微波在中藥和一些植物根莖的萃取和提取工藝中取得了驚人的進(jìn)展，有的已有成套提取裝置在藥械市場(chǎng)上銷售。常規(guī)的提取原理是將天然產(chǎn)物與適當(dāng)?shù)娜苊交旌霞訜幔渲锌扇苄猿煞衷跐舛炔钔苿?dòng)下，依靠熱的作用，從物質(zhì)內(nèi)部逐步遷移到表面，再轉(zhuǎn)移到溶媒中。而微波的提取技術(shù)則不同，當(dāng)被提取物和溶