工業微波殺菌的機理是什麼,什麼是微波殺菌機??它的殺菌原理是?

時間 2022-11-22 09:45:42

1樓:

微波與無線電波、紅外線、可見光一樣都是電磁波,微波是指頻率為300mhz-300kmhz的電磁波,即波長在1公尺到1公釐之間的電磁波。微波頻率比一般的無線電波頻率高,通常也稱為「超高頻電磁波」。

微波能通常由直流或50mhz交流電通過一特殊的器件來獲得。可以產生微波的器件有許多種,但主要分為兩大類:半導體器件和電真空器件。

電真空器件是利用電子在真空中運動來完成能量變換的器件,或稱之為電子管。在電真空器件中能產生大功率微波能量的有磁控管,多腔速調管,微波

三、四極管,行波管等。在目前微波加熱領域特別是工業應用中使用的主要是磁控管及速調管。

因為微波應用極為廣泛,特別是通訊領域,為了避免相互間的干擾,國際無線電管理委員會對頻率的劃分作了具體規定。分給工業、科學和醫學用的頻率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫,與通訊頻率分開使用。目前國內用於工業加熱的常用頻率為915兆赫和2450兆赫。

微波頻率與功率的選擇可根據被加熱材料的形狀、材質、含水率的不同而定。

介質材料由極性分子和非極性分子組成,在電磁場作用下,這些極性分子從原來的隨機分布狀態轉向依照電場的極性排列取向。而在高頻電磁場作用下,這些取向按交變電磁的頻率不斷變化,這一過程造成分子的運動和相互摩擦從而產生熱量。此時交變電場的場能轉化為介質內的熱能,使介質溫度不斷公升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋。

微波滅菌的機理在於,細菌、成蟲與任何生物細胞一樣,是由水、蛋白質、核酸、碳水化合物、脂肪和無機物等複雜化合物構成的一種凝聚態介質。其中水是生物細胞的主要成分,含量在75~85%,因為細菌的各種生理活動都必須有水參與才能進行,而細菌的生長繁殖過程,對各種營養物的吸收是通過細胞膜質的擴散、滲透和吸附作用來完成的。在一定強度微波場的作用下,物料中的蟲類和菌體也會因分子極化馳豫,同時吸收微波能公升溫。

由於它們是凝聚態物質,分子間的作用力加劇了微波能向熱能的能態轉化。從而使體內蛋白質同時受到無極性熱運動和極性轉動兩方面的作用,使其空間結構變化或破壞,而使蛋白質變性。蛋白質變性後,其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩定性都會發生明顯的變化,而失去生物活性。

另一方面,微波能的非熱效應在滅菌中起到了常規物理滅菌所沒有的特殊作用。也是造成細菌死亡的原因之一。

2樓:匿名使用者

微波殺菌的特點具體表現為:

1、選擇性加熱。因為水分子對微波吸收最好,所以含水量高的部份,吸收微波功率多於含水量較低的部份。這就是選擇性加熱的特點,利用這一特點可以均勻加熱和均勻殺菌。

2、節能高效。微波是直接對物料進行作用,因而沒有額外的熱能損失,爐內的空氣與相應的容器都不會發熱,所以熱效率極高,生產環境也明顯改善,與遠紅外加熱相比可節電30%。

3、時間短,效率高。微波加熱殺菌是使被加熱物體本身成為發熱體,不需要熱傳導的過程。微波穿透物體內部裡外同時使物體在很短時間內達到均勻加熱殺菌,大大縮短了乾燥殺菌時間,從而更能提高產量。

4、易於控制,工藝先進。與常規方法比較,裝置即開即用;沒有熱慣性,操作靈活方便;微波功率可調,傳輸速度可調。在微波加熱乾燥殺菌中,無廢水、廢氣、廢渣,是一種安全無害的高新技術。

5、殺菌效果好。利用微波殺菌一般在70℃就可全部殺死大腸桿菌,在80~90℃細菌總數大大降低,時間只需2~8分鐘。速度快,時間短,因此保留食品中的營養成份、傳統風味。

6、延長保質期。經微波殺菌處理的物料,可延長半年保質期,對提高產品質量及延長儲存週期有顯著的效果。

7、配置紫外殺菌系統。另加配置紫外殺菌系統,可進一步保證殺菌效果,同時可防止膠袋在乾燥殺菌過程中的起脹。

什麼是微波殺菌機??它的殺菌原理是?

3樓:匿名使用者

微波是頻率從300mhz~300gmhz的電磁波。   微波與物料直接相互作用,將超高頻電磁波轉化為熱能的過程。微波殺菌是微波熱效應和生物效應共同作用的結果。

微波對細菌膜斷面的電位分布影響細胞膜周圍電子和離子濃度,從而改變細胞膜的通透效能,細菌因此營養不良,不能正常新陳代謝,生長發育受阻礙死亡。從生化角度來看,細菌正常生長和繁殖的核酸(rna)和脫氧核糖核酸(dna)是由若干氫鍵緊密連線而成的捲曲大分子,微波導致氫鍵鬆弛、斷裂和重組,從而誘發遺傳基因或染色體畸變,甚至斷裂。微波殺菌正是利用電磁場效應和生物效應起到對微生物的殺滅作用。

實踐證明採用微波裝置在殺菌溫度、殺菌時間、產品品質保持、產品保質期及節能方面都有明顯的優勢。

4樓:匿名使用者

微波加熱殺菌:這裡所講的是單獨應用微波熱效應殺菌,即物料的蟲卵和菌細胞也會因分子激化馳豫,同時吸收微波公升溫。微波對菌細胞的熱效應是使細胞賴以生存的蛋白質變性而死亡。

實際上微波的死亡的溫度低於一般殺菌溫度。而且利用微波殺菌不受菌類所需致死溫度的高低所影響,即使對包裝類、藥劑瓶裝類等,一般也適合用微波殺菌。

微波的生物效應又叫非熱效應,通常用於殺菌等技術。其生物效應是微波電場改變菌細胞膜斷面的電位分布,影響細胞膜周圍電子和離子濃度,從而改變細胞膜的通透效能,造成細胞因此而營養不良,不能正常進行新陳代謝,細胞結構功能紊亂,生長發育受到抑制而死亡。此外,決定細胞正常生長和穩定遺傳繁殖的核酸(rma)和脫氧核糖核酸(dna)是由若干氫鍵緊密連線而成的捲曲型大分子,足夠強的微波可以導致氧鍵鬆馳、斷裂和重組從而誘發遺傳基因突變或染色體畸變。

微波的生物效應在殺菌中起到了常規物理殺菌所沒有的特殊作用。這也是在利用微波殺菌時,其殺菌溫度為何均低於正常熱效應殺菌溫度原因之所在。如大腸桿菌正常致死溫度應在86℃,而採用微波殺菌只要控制在72℃~72℃就可以完成。

最簡單的解釋:微生物內的水分子是極性分子,在微波高變電磁場的作用下,引起強烈的極性振盪,導致電容性細胞膜結構電擊穿破裂。離子隧道關閉,細胞死亡。

5樓:來尋琴

微波殺菌機是通過特殊熱和非熱效應殺菌,與常規熱力殺菌比較,能在比較低的溫度和較短的時間獲得所需的消毒殺菌效果。

微波殺菌機產品特點:

(1)節約能源:常規熱力殺菌往往在環境及裝置上存在熱損失,而微波是直接對食品進行作用處理,因而沒有額外的熱能損耗。相比而言,一般可節電30-50%。

(2)均勻徹底:常規熱力殺菌是從物料表面開始,然後通過熱傳導傳至內部。存在內外溫差。

為了保持食品風味,縮短處理時間,往往食品內部沒有達到足夠溫度而影響殺菌效果。由於微波具有穿透作用,對食品進行整體處理時,表面和內部都同時受到作用,所以消毒殺菌均勻、徹底。

(3)便於控制:微波食品殺菌處理,裝置能即開即用,沒有常規熱力殺菌的熱慣性,操作靈活方便,微波功率能從零到額定功率連續可調、傳輸速度從零開始連續調整,便於控制。

(4)裝置簡單,工藝先進:與常規消毒殺菌相比,微波殺菌裝置不需要鍋爐、複雜的管道系統、煤場和運輸車輛等,只要具備水、電基本條件即可。廣州【科】【威】微波殺菌機

微波的應用原理是什麼?

6樓:改文君

問題1:微波是什麼?

答:微波與無線電波、紅外線、可見光一樣都是電磁波,微波是指頻率為300mhz-300kmhz的電磁波,即波長在1公尺到1公釐之間的電磁波。微波頻率比一般的無線電波頻率高,通常也稱為「超高頻電磁波」。

問題2:微波是怎樣產生的?

答:微波能通常由直流或50mhz交流電通過一特殊的器件來獲得。可以產生微波的器件有許多種,但主要分為兩大類:

半導體器件和電真空器件。電真空器件是利用電子在真空中運動來完成能量變換的器件,或稱之為電子管。在電真空器件中能產生大功率微波能量的有磁控管,多腔速調管,微波

三、四極管,行波管等。在目前微波加熱領域特別是工業應用中使用的主要是磁控管及速調管。

問題3:微波應用的頻率有那些?

答:因為微波應用極為廣泛,特別是通訊領域,為了避免相互間的干擾,國際無線電管理委員會對頻率的劃分作了具體規定。分給工業、科學和醫學用的頻率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫,與通訊頻率分開使用。

目前國內用於工業加熱的常用頻率為915兆赫和2450兆赫。微波頻率與功率的選擇可根據被加熱材料的形狀、材質、含水率的不同而定。

問題4:微波加熱的原理是什麼?

答:介質材料由極性分子和非極性分子組成,在電磁場作用下,這些極性分子從原來的隨機分布狀態轉向依照電場的極性排列取向。而在高頻電磁場作用下,這些取向按交變電磁的頻率不斷變化,這一過程造成分子的運動和相互摩擦從而產生熱量。

此時交變電場的場能轉化為介質內的熱能,使介質溫度不斷公升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋。

問題5:微波殺菌的機理是什麼?

答:微波滅菌的機理在於,細菌、成蟲與任何生物細胞一樣,是由水、蛋白質、核酸、碳水化合物、脂肪和無機物等複雜化合物構成的一種凝聚態介質。其中水是生物細胞的主要成分,含量在75~85%,因為細菌的各種生理活動都必須有水參與才能進行,而細菌的生長繁殖過程,對各種營養物的吸收是通過細胞膜質的擴散、滲透和吸附作用來完成的。

在一定強度微波場的作用下,物料中的蟲類和菌體也會因分子極化馳豫,同時吸收微波能公升溫。由於它們是凝聚態物質,分子間的作用力加劇了微波能向熱能的能態轉化。從而使體內蛋白質同時受到無極性熱運動和極性轉動兩方面的作用,使其空間結構變化或破壞,而使蛋白質變性。

蛋白質變性後,其溶解度、粘度、膨脹性、滲透性、穩定性都會發生明顯的變化,而失去生物活性。另一方面,微波能的非熱效應在滅菌中起到了常規物理滅菌所沒有的特殊作用。也是造成細菌死亡的原因之一。

問題6:微波的穿透能力如何?

答:穿透能力就是電磁波穿入到介質內部的本領,電磁波從介質的表面進入並在其內部傳播時,由於能量不斷被吸收並轉化為熱能,它所攜帶的能量就隨著深入介質表面的距離,以指數形式衰減。透射深度被定義為:

材料內部功率密度為表面能量密度的1/e 或36.8% 算起的深度d,微波的加熱深度比紅外加熱大得多,因為微波的波長是紅外波長的近千倍。紅外加熱只是表面加熱,微波是深入內部加熱。

問題7:什麼叫微波的選擇性加熱?

答:不同性質的物料對微波的吸收損耗不同,即選擇性加熱的特點,這對乾燥過程有利。因為水分子對微波的吸收損耗最大,所以含水量高的部位,吸收微波功率多於含水量較低的部位,從而乾燥速率趨一致。

問題8:微波加熱為什麼稱之為內部加熱方式?

答:常規加熱(如火焰、熱風、電熱、蒸汽等)都是利用熱傳導、對流、熱輻射將熱量首先傳遞給被加熱物的表面,再通過熱傳導逐步使中心溫度公升高(即常稱的外部加熱)。它要使中心部位達到所需的溫度,需要一定的熱傳導時間,而對熱傳導率差的物體所需的時間就更長。

微波加熱則屬於內部加熱方式,電磁能直接作用於介質分子轉換成熱,且透射效能使物料內外介質同時受熱,不需要熱傳導,而內部缺乏散熱條件,造成內部溫度高於外部的溫度梯度分布,形成驅動內部水分向表面滲透的蒸汽壓差,加速了水份的遷移蒸發速度。特別是對含水量在30%以下的食品,速度可數百倍的縮短,在短時間內達到均勻乾燥。

問題9:各種物質對微波的吸收能力如何?

答:微波加熱是介質材料自身損耗電場能量而發熱。而不同介質材料的介質常數εr和介質損耗角正切值tgδ是不同的,故微波電磁場作用下的熱效應也不一樣。

由極性分子所組成的物質,能較好地吸收微波能。水分子呈極強的極性,是吸收微波的最好介質,所以凡含水分子的物質必定吸收微波。另一類由非極性分子組成,它們基本上不吸收或很少吸收微波,這類物質有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚碸等、塑料製品和玻璃、陶瓷等,它們能透過微波,而不吸收微波。

這類材料可作為微波加熱用的容器或支承物,或做密封材料。在微波場電中,介質吸收微波功率的大小p正比於頻率f、電場強度e的平方、介電常數εr 和介質損耗正切值tgδ。即:

p = 2πf?e2?εr?

v?tgδ

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