【正文】 自覺遵守論文寫作的學術規(guī)范，嚴禁抄襲、剽竊行為。本文首先給出了微波的概念和一些重要參數(shù)、性質，接著對微波技術理論以及微波技術在食品工業(yè)中的各項應用原理及特點進行了比較詳細的描述，并且進一步展望了微波技術在食品工業(yè)中的應用前景和面臨的問題。對于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收。從現(xiàn)代微波技術的發(fā)展來看,一般認為短于1毫米的電磁波（即亞毫米波）屬于微波范圍，而且是現(xiàn)代微波研究的一個重要領域。沒有你們，就不會有今天的我！我一直感恩，感恩于我可以擁有一個如此溫馨的家庭，讓我所有的一切都可以在你們這里得到理解與支持，得到諒解和分擔。四年了，仿佛就在昨天。四年多來，方教授不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向方教授致以最誠摯的謝意和崇高的敬意。參考文獻[1] 王紹林. 微波加熱技術在食品加工中的應用[J]. 食品科學，2000， 21（2）：69.[2] 王紹林. 微波加熱技術在食品加工中的應用[J]. 食品科學，2000，21（3）：1012.[3] technology for drying of sensitive products[J].Industrial ,20(3):177179.[4] 張立彥，苪漢明. 微波干燥食品技術[J].食品工業(yè)，1999，（1）：4547.[5] 楊洲，段潔利. 微波干燥及其發(fā)展[J]. 糧油加工與食品機械 ， 2000，（3）：58．[6] 黃建蓉 .食品微波殺菌技術的研究進展[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1998 ， 24（4）：44 46 .[7] Jeng of microwave sterilization in dry state[J]. ,53(9):133[8] [J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1996，2:5962.[9] [J].食品與機械,2006,22(5):119122.[10] 程裕東,[J].中國食品學報，2003，3（3）：9399.致 謝時間如流水，四年的光陰讓我成長，讓我從青澀逐步走向成熟。隨著科技的發(fā)展和社會的需求，人們更加關注節(jié)能、有效的食品高新技術，微波技術在食品工業(yè)上的應用是科學發(fā)展與人類社會進步的必然產物，目前在國內外已發(fā)展成為一項極有前途的新技術。結 論微波技術作為一種現(xiàn)代高新技術在食品中的應用將越來越廣泛。其三，應加強工程化技術研究。目前，美國的一些實驗室已開始在統(tǒng)計學、嚴格的熱力學監(jiān)測和功率控制的基礎上采用結果反推法來預測微波的作用機理。微波技術畢竟是一門新興的科學技術，還處于發(fā)展的初級階段，科技工作者仍有很多工作要做。微波技術作為一種新的加工手段 ,對各行業(yè)的技術改造和設備更新已形成極大地沖擊。對于我國微波食品生產企業(yè)來說，今后在微波食品的開發(fā)上，技術開發(fā)的競爭也將愈發(fā)激烈。對蛋白質的影響微波對牛奶中蛋白質含量影響不大，對醬油中氨基酸也無破壞分解作用，而且適當?shù)奈⒉ㄌ幚磉€能提高大豆蛋白的營養(yǎng)價值。有研究表明，在不同的微波輻射時間下，植物油中的維生素E的含量發(fā)生了顯著變化，但適宜的微波輻射強度能較好地保留食品中的維生素E。維生素C：維生素C損失的主要原因是其很容易被氧化，加熱是Vc含量減少的主要原因，溫度越高，作用時間越長，Vc損失越多。完全干燥的淀粉很少吸收微波，但是在正常情況下，淀粉都含有水，并且與許多其它食品成分共同存在，這樣微波對淀粉α化度和結晶度都是有一定的作用[10]。因此適當?shù)奈⒉ㄌ幚聿粫绊懹椭兄舅岬臓I養(yǎng)價值。對油脂的影響油脂在光、氧和加熱的作用下易氧化、酸敗變稠、變色。用微波消解——化學法測定食品中的As 、Mn ,結果As 的回收率為90%～115%；Mn的回收率為94%～98%，完全符合分析的要求。作為微量元素測定 ,微波消解是一種很好的預處理技術。 ④減少勞動強度, 避免了有害氣體排放對環(huán)境造成的污染。樣品因微波作用表面層不斷攪動破裂, 產生新鮮表面與酸反應, 促使樣品迅速消解[8]。經微波處理后，面包片溫度由20℃上升到80℃，時間僅需1～2min，處理后的面包片保鮮期由3～4d延長到30～60d。溫度為55℃時，而熱力殺菌的D值為25，乳酸菌的D值變化也類似，這表明微波能強化對微生物的破壞作用。也有對醬油制品進行微波殺菌的例子，在600W微波輻照下，一般約5min就能完全殺滅大腸菌群。微波加速了分子活性 ,提高了分子的活性 ,降低了反應的活化能 ,增加反應物分子的碰撞頻率 ,風味物質化學轉化速度可提高 5～400倍。菌檢化驗顯示，細菌數(shù)幾乎為零，完全達到商業(yè)無菌效果，保鮮期可長達9個半月，而風味、脆度等各項口感指標均滿足銷售要求。例如，Lau 。為了延長果蔬制品的貯藏期，通常采用熱力殺菌的方法，但產品經過高溫長時間熱處理后，其風味和口感變差，特別是硬度和脆度降低。20世紀80年代，荷蘭每日食品公司將盒裝魚、肉食品經微波 72～75℃快速均勻殺菌后，產品能夠在0～4℃冷藏柜保存180天。另一方面，細菌處在微波電場環(huán)境下，受到電磁場作用，細菌會對電磁場作出應答效應，這時細菌賴以生存的細胞膜與外界交換營養(yǎng)物質的“離子通道”關閉，正常的生理活動受到干擾停頓 ，造成細胞膜的瞬間破裂，成為細菌致死的重要原因[6]。目前，很多農產品如茶葉、谷物、蔬菜、水果、大豆等都已成功應用了微波干燥技術，并取得了顯著的經濟效益。產品質量可與冷凍干燥產品媲美。這種微波膨化物料的膨化效果與其他膨化方法得到的效果相同。微波膨化是利用微波的內部加熱特性而實現(xiàn)的，食品膨化的機理同樣適用。五、六十年代，美國人分別研究利用微波技術干燥土豆片和蘋果片，開創(chuàng)了微波膨化食品的先河。 微波用于食品工業(yè)始于1946年，1960年以前，微波技術的應用只限于在食品烹調和解凍方面?？v觀近年來我國的食品新產品，尤其是微波食品如標以 “微波加熱即可食” , “加熱簡單 ,“3分鐘即可食 ” , “微波新生活 ”等的方便微波食品 ,非常引人注目。節(jié)約能源微波電磁轉換率高，一般在70%以上，優(yōu)于加熱的電熱效率。殺菌均勻徹底常規(guī)熱力殺菌是從物料表面開始，通過熱傳導，由表及里漸次加熱，內外存在溫差梯度，造成內外殺菌效果不一致，愈厚問題就愈突出。低溫殺菌可保持食品成分微波熱效應的快速升溫和非熱效應的生化作用，增強了殺菌功能。為防止局部溫度過熱，可以利用覆蓋鋁箔等手段起到屏蔽作用，減少微波的過度吸收造成溫度過高。因此，在微波殺菌過程中，要通過工藝設計得到理想的殺菌效果，必須考慮食品中不同組分在微波場中的作用特性。食品成分的介電常數(shù)決定食品在微波場中對能量的吸收，從而決定食品在微波場中的受熱特性。另外，物料的密度也會影響介質的損失值。物品的介電性質與其各組成成分的狀態(tài)及相互作用有關。絕緣體類，例如：玻璃、石英、陶器、聚四氟乙烯等塑料制品，微波大部分能透過，小部分反射，吸收很少。各種不同的物質對微波的吸收能力也各有不同，對微波吸收的多少影響滅菌效果。微波輸出功率越大，作用于介質的電場越強，分子運動越激烈。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變化，使細菌失去營養(yǎng)，繁殖和生存的條件而死亡。在微波電磁場的作用下，生物體內的一些分子將會產生變形和振動，使細胞膜功能受到影響，使細胞膜內外液體的電狀況發(fā)生變化，引起生物作用的改變，進而可影響中樞神經系統(tǒng)等。 微波對生物體的熱效應和非熱效應 微波對生物體的熱效應是指進入生物系統(tǒng)的電磁能轉化為熱能所引起的生物效應，是由分子熱運動產生的效應，表現(xiàn)為生物體的溫度逐漸上升[6]。因此，傳統(tǒng)的熱殺菌方法殺菌時間長、熱量消耗大，對于熱敏性物料來說，營養(yǎng)成分和風味損失大。殺菌是食品加工的一個重要操作單元，目前使用最多的殺菌方法是熱力殺菌。在實際生產中為了降低成本，可使用組合式微波/冷凍干燥裝置，即將微波/冷凍干燥作為最終干燥手段[7]。物料干燥前的內部溫度并不重要，不必過分強調。微波還可以選擇性地針對冰塊加熱，而干燥部分卻很少吸收微波能，從而使干燥速率大大增加，干燥時間可比常規(guī)干燥縮短一倍以上。 微波/冷凍干燥技術冷凍干燥是指將凍結物料中的冰直接升華為水汽的工藝過程。微波是為真空干燥提供熱源，克服真空狀態(tài)下常規(guī)對流方式熱傳導速率慢的缺點，對物料進行整體加熱，溫升迅速，不僅僅依賴介質的存在。原則是在確保產品質量的前提下，盡量使生產成本降低。常規(guī)的熱風干燥一般要用加工時間的2/3來除出最后1/3的水分含量，而且會破壞物料中的熱敏感或熱不穩(wěn)定組分，造成溶質遷移，使物料表面形成硬殼。 微波/熱風干燥技術微波的加熱特性和干燥原理與眾不同，尤其適用于在低水分含量（20%）物料的干燥。物料的傳熱方向 、蒸汽壓遷移方向、壓力梯度、溫度梯度的方向一致，也即傳熱和傳質的方向一致，熱阻礙小。一般認為微波干燥分四個階段：內部調整、液體流動、等干燥速率和下降速率階段。在介電干燥過程中，物料內部產生熱量，傳質的推動力主要是物料內部迅速產生的蒸汽所形成的壓力梯度。有時甚至產生很大的總壓梯度，使部分水分還未來得及被汽化就已經排列到物料表面，因此干燥速率極快。物料在微波中被整體加熱,這種加熱方式也稱“體積加熱” 。干燥過程對農產品和食品產品的品質具有很大的影響，有時甚至起到決定性的作用。干燥是食品保藏的重要手段，也是加工高質量食品的一個重要加工技術。計算公式如下[2]： （）式中是物料表面?zhèn)鬏數(shù)奈⒉芰?，是距離表面z處的能流。對式()和式()兩邊分別取散度，則有： （） ()利用矢量恒等式，聯(lián)合式()和式()得到電場強度的微分方程： ()式中： () () ()而為真空介電常數(shù)，γ為傳播常數(shù)，可表示成： ()其中： () ()，c是光速，f是頻率,微波在真空中的波長為，在媒介中的波長為 () ()設微波從物料的一面射入，無限大物料表面的電場強度為，對在深度z的電場強度可表示為： ()式中β稱為衰減常數(shù)，頻率越大，β越大。計算方法主要有兩種，即：解麥克斯韋方程組和Lambert定理。而遠紅外加熱的波長很短，加熱時穿透能力差，在遠紅外線照射下，只有物體一薄層發(fā)熱，而熱量要到內部主要靠傳導，這樣不僅加熱時間長，而且容易造成加熱不均勻。微波加熱穿透能力強遠紅外加熱的頻率比微波加熱的頻率更高，照理加熱效率要更好，但其實不然，這里面還存在一個穿透能力的概念。選擇性加熱微波加熱所產生的熱量和被加熱物的損耗有著密切關系。鑒于微波加熱時熱量傳導與蒸汽遷移的方向相同,是物料加熱干燥的最理想狀態(tài) 。再加上微波加熱并不依賴（不需要）高溫熱介質，故絕大部分微波能量被物料吸收轉為升溫的熱量，形成能量利用率高的加熱特征。微波能量利用率高常規(guī)加熱設備的能耗包括三部分：物料升溫和成品流通的熱損失；設備預熱及向外界散熱的損失；熱介質流失（如排廢蒸汽等）。以我國工業(yè)微波加熱設備常用的兩種工作頻率915MHz和2450MHz計算，約為1011～1010數(shù)量級。物理學指出，在外加交變電磁場作用下，物料內極性分子電極化并隨外加電磁場的極性變更而交變取向（旋轉）。外加電場越強，分子的振幅就越大，產生的熱量也越大。若改變電場的方向，則偶極子的取向也隨之改變。實際上，介電常數(shù)并不是一個不變的數(shù)，在不同的條件下，其介電常數(shù)也不相同，例如水在微波條件下的介電常數(shù)和損耗比一般物質大很多，因此較容易吸收微波能量而被加熱。被加熱的介質中有許多一端帶正電、另一端帶負電的分子（稱為偶極子），在沒有電場的作用下，這些偶極子在介質中做雜亂無規(guī)則的運動。微波可由磁控管產生，磁控管將5060Hz 的低頻電轉化成為電磁場，其方向每秒可變化數(shù)十億次。磁損耗又稱阻尼損耗，它與導磁率的虛部μ″成正比。電磁波從空氣透射進入介質內部,隨著能量被逐漸消耗并轉化為熱能,其場強通常按指數(shù)規(guī)律衰減。電場能量的損耗用介質的損耗角正切 tgδ或介電常數(shù)的虛部ε″作定量表示。它們的比值叫損耗角正切值，即： （）式中δ為損耗角。電磁波在傳播過程中，若遇到介質會發(fā)生反射、吸收和穿透現(xiàn)象，根據(jù)物料與電磁場之間的相互關系，可將物料分為四類：導體、絕緣體，介電體和鐵磁體。另一類為依靠微波透人物料內,與物料的極性分子相互作用而轉化為熱能，使物料內各部分在同一瞬間獲得熱量而升溫，這種具有使物料整體成為熱源的加熱方式稱為微波加熱，又稱為介電加熱。第三章介紹了微波技術在食品工業(yè)中的具體應用以及微波技術的廣闊前景。微波加熱，物料吸收電磁波產生的熱量與物料的介電特性有關。上述的兩部分能量都以熱量的形式釋放出來，表現(xiàn)為物料的溫度升高，從而達到將微波轉化成熱能的目的[1]。關于離子作用機制，一般認為是通過離子的電泳產生熱能的。雙原子分子是簡單分子，按照非剛性轉子模型考慮，雙原子分子可分作極性與非極性分子，對于非極性分子(如 H2 、Cl2等) 因為沒有永久偶極，故不會有純粹的轉動光譜。微波的波長在1～1000mm之間，因而只能激發(fā)分子