微波

第四章微波在食品工业中的应用概述１、微波──指波长在1mm-1m范围(频率为300-300000MHz)的电磁波。

２、民用微波波段３、微波加热的特点第一节微波加热的原理１、加热原理２、微波加热的影响因素外加电场的变化频率越高，分子摆动就越快，产生的热量就越多；外加电场越强，分子的振幅就越大，由此产生的热量就越多；与物料的种类及性质有关：如物料的密度大，温度升高慢；物料的比热容大，温度升高慢。

第二节微波加热的设备一、基本构成电源、微波管、连接波导、加热器及冷却系统等。

二、基本类型箱式、隧道式、平板式、曲波导式和直波导式（一）箱式微波加热器１、结构图4-4２、原理图4-5３、用途：适于非连续化加热（二）隧道式微波加热器图4-6为防止微波能的辐射，在图4-8中的入口和出口处加上了吸收功率的水负载。

图4-8（三）波导型微波加热器波导型加热器（行波场波导加热器）──即在波导的一端输入微波，在另一端有吸收剩余能量的水负载，这样使微波能在波导内无反射地传输，构成行波场。

１、开槽型波导加热器（图4-9）２、Ｖ型波导加热器（图4-10）３、直波导加热器（图4-11）（四）辐射型微波加热器辐射型加热器是利用微波发生器产生的微波通过一定的转换装置，再经辐射器（照射器、天线等）向外辐射的一种加热器（图4-12）。

（五）慢波型微波加热器（表面波加热器）该加热器是一种微波沿着导体表面传输的加热器。

因为它传送微波的速度比空间传送慢，所以叫做慢波加热器（图4-13）。

（六）微波真空干燥箱将微波加热与真空干燥相结合的干燥方法,叫做微波真空干燥法。

三、微波加热器的选择（一）选择加热器要考虑的因素（Ｐ139-140）选择频率主要应考虑以下几点：１、加工食品的体积和厚度选用915MHz可以获得较大的穿透厚度。

２、一般加工食品的含水量及介质损耗食品的含水量越大，介质损耗也越大；但微波的频率越高，介质的损耗也越大。

综合考虑，一般对于含水量高的食品，宜选用915MHz的频率；对含水量低的食品，宜选用2450MHz的频率。

微波加热的原理是什么
微波加热的原理是利用微波的电磁波进行加热。

微波是一种高频的电磁波，其频率一般在2.45 GHz左右。

微波炉通过产生
这种频率的微波，并将其聚焦在食物上，从而使食物中的分子发生振动，摩擦产生热量。

微波炉内部的磁控管产生高频的微波，并通过波导将微波引导到微波室内。

微波室内的金属反射器反射和扩散微波，使其在整个室内均匀分布。

当食物放置在微波室内时，微波穿透食物表面并进入其中。

因为食物中的水分是一个极性分子，微波会导致水分子快速振动。

这种振动会产生分子间的摩擦，使分子间的能量转化为热能。

由于水分子在大多数食物中是主要的成分，因此微波能够均匀地加热整个食物。

与传统的烹饪方法相比，微波加热速度更快，可以节省时间和能量。

此外，微波加热也有一些局限性。

由于微波只能渗透约2.5厘
米左右的食物表面，因此较厚的食物可能在内部加热不均匀。

此外，一些特定的食物，如硬质的食物或者油脂含量较高的食物，可能不适合使用微波加热。

总的来说，微波加热利用微波的电磁波通过分子振动产生的摩擦热来加热食物，实现了快速、均匀的加热效果。

微波合成原理
微波合成是一种合成化学方法，通过在微波辐射下进行反应，利用微波的高效能和选择性能促进反应的进行。

微波是一种电磁波，它具有特定的频率范围和波长。

当微波与物质相互作用时，会引起分子的振动和转动，从而增加反应的速率和效率。

微波合成的原理可以总结为以下几个方面：
1. 电场效应：微波辐射会产生一个强烈的电场，可以使反应物中的带电粒子发生位移和重新排列，从而加速反应的进行。

2. 热效应：微波辐射能够能够与物质有效地相互作用，使物质迅速吸收能量，产生局部加热效应。

这种局部加热能够使反应物中的化学键变得容易断裂，从而增加反应速率。

3. 介质极化效应：部分物质在微波辐射下会发生极化现象，即分子中的正负电荷会随着电场的变化而改变方向。

这种极化现象也能够加速反应的进行。

通过上述几个效应的相互作用，微波合成可以在较短的时间内完成复杂的化学反应。

与传统的加热方法相比，微波合成具有以下优点：
1. 更短的反应时间：由于微波的高能量和选择性作用，可以使反应在更短的时间内完成。

2. 更高的产率：微波合成能够有效地控制反应条件，使反应发
生在最适宜的温度和压力下，从而提高反应的产率。

3. 更少的能量消耗：微波合成具有局部加热效应，能够使反应物只在需要的部位吸收能量，减少能量的浪费。

4. 更绿色的合成方法：微波合成能够在常温下进行，避免了传统加热方法中需要高温的问题，减少了能源的消耗和环境的污染。

总的来说，微波合成是一种高效、快速和环保的化学合成方法，在有机合成和药物研发领域得到广泛应用。

它不仅能够加快反应速率和提高产率，还能够在有机合成中引入新的反应路径，拓展化学合成的方法和领域。

微波加热技术常见问题解答问题1：微波是什么？问题2：微波是怎样产生的？问题3：微波应用的频率有那些？问题4：微波加热的原理是什么？问题5：微波杀菌的机理是什么？问题6：微波的穿透能力如何？问题7：什么叫微波的选择性加热？问题8：微波加热为什么称之为内部加热方式？问题9：各种物质对微波的吸收能力如何？问题10：微波的脱水效率如何？问题1：微波是什么？答：微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。

微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。

问题2：微波是怎样产生的？答：微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。

可以产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。

电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。

在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管，多腔速调管，微波三、四极管，行波管等。

在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管。

问题3：微波应用的频率有那些？答：因为微波应用极为广泛，特别是通信领域，为了避免相互间的干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体规定。

分给工业、科学和医学用的频率有 433 兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫，与通信频率分开使用。

目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。

微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水率的不同而定。

问题4：微波加热的原理是什么？答：介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。

而在高频电磁场作用下，这些取向按交变电磁的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。

此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，这就是对微波加热最通俗的解释。

绪论1、 微波是电磁波谱中介于超短波与红外线之间的波段。

频率（300MHz —3000GHz ）。

波长（1m —0.1mm ） 微波分为：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波。

特点：似光性、穿透性、热效应特性、宽频带特性、散射性、抗低频干扰特性视距传播性、分布参数的不确定性、电磁兼容和电磁环境污染。

第一章2、 微波传输线：是用以传输微波信息和能量的各种形式传输系统的总称3、 T EM 波指①无纵向电磁场分量的电磁波称为横电磁波 ②电矢量和磁矢量都与传播方向垂直TE 波指电矢量与传播方向垂直，或者说传播方向上没有电矢量 TM 波是指磁矢量与传播方向垂直4、 特性阻抗：传输线上导行波电压与电流的比值：①)()(0z z I U Z ++=(定义式)，0R jwL Z G jwC +=+(推出来的), 仅由传输线自身的分布参数决定而与负载及信号源无关。

②对于均匀无耗传输线：c L Z =0 ③平行双导线传输线的特性阻抗：d D Z r 2ln 1200ε=（d 为传输线直径，D 为间距，r ε为相对介电常数，常用的特性阻抗：250Ω，400Ω，600Ω）④无耗同轴线的特性阻抗：αεb Z r ln 600=（a,b 分别为内外导体半径，常用的特性阻抗：50Ω，75Ω） 5、 传播常数γ是描述传输线上导行波沿导波系统传播过程中衰减和相移的参数。

，是衰减常数，dB/m 。

是相移常数，rad/m6、 输入阻抗是传输线上任意一点Z 处的输入电压与输入电流之比，7、 输入阻抗与特性阻抗的关系：10001tan ()tan in Z jZ z Z z Z Z jZ zββ+=+， 8、 反射系数：传输线上任意一点反射波电压（电流）与入射波电压（电流）的比值，)()(z z u U U +-=Γ(定义式) 推出：z j z e β21)(-Γ=Γ，其中φj e Z Z Z Z -Γ=+-=Γ101011（1Γ为终端反射系数）， 合起来就是：(2)()1j z z e φβ-Γ=Γ(指任一点的反射系数)对于均匀无耗传输线，()z Γ大小均等，沿线只有相位按周期变化，周期为2λ，也就是2λ重复性 9、 对于10110Z Z Z Z -Γ=+，①当12≤时，1Γ=0，此时传输线上任一点的反射系数都等于0，称之为负载匹配②当10Z Z ≠时，有反射波，不匹配10、 输入阻抗与反射系数的关系：()0()11z in z Z z Z +Γ=-Γ（）(知道一个就可以推出其他的)11、 驻波比：传输线上波腹点电压振幅与波节点电压振幅的比值为电压驻波比maxmin UU ρ=(定义式)， 推出与1Γ的关系：111ρρ-Γ=+ 驻波比的取值范围是1ρ≤<∞；当传输线上无反射时，驻波比为1，当传输线全反射时，驻波比趋于无穷大。

微波工作原理微波（Microwave）是一种电磁波，在现代科技和生活中拥有广泛的应用，例如微波炉、无线通讯等。

本文将详细介绍微波的工作原理，包括微波的产生、传播和与物质的相互作用等方面。

一、微波的产生微波的产生通常通过特殊的微波发生器实现，常见的微波发生器包括磁控管、半导体器件和谐振腔等。

下面以磁控管为例介绍微波的产生过程。

磁控管是一种具有特殊结构的真空电子器件，主要由阴极、阳极和磁聚束系统组成。

当向磁控管中加入直流电压时，阴极发射的电子被阳极吸引，形成电子流。

同时，磁控系统内的磁场会对电子进行聚束，使电子流成为一束细流。

在磁控管的阳极上有一个螺旋形的天线，该天线可以通过射频电压的作用产生高频磁场。

当电子流经过天线时，电子与高频磁场相互作用，电子将受到一定的提升，具有一定的能量。

这些具有能量的电子在天线附近形成一种电磁场，即微波。

微波会沿着天线传播出去，形成微波辐射。

二、微波的传播微波的传播主要通过自由空间传播和波导传播两种方式实现。

1. 自由空间传播自由空间传播是指微波在无任何导向结构的情况下，通过自由空间进行传输。

在自由空间中，微波的传播速度与光速相同，为常数，约为3×10^8米/秒。

自由空间传播的特点是传输距离远、传输损耗小，但受到大气影响较大。

例如，当微波与雨滴、云雾等水分子相互作用时，会发生散射和吸收现象，导致微波的传输距离减小。

2. 波导传播波导传播是指微波在一定的导向结构内传输，常见的波导包括矩形波导和圆柱波导等。

波导内壁的材料和结构可以影响微波的传播特性。

波导传播的特点是传输损耗小、传输距离可调节，但波导的制造和安装成本较高。

波导内壁中常涂有特殊材料，例如金属，以减少微波的反射和损耗。

三、微波与物质的相互作用微波与物质的相互作用是微波应用的重要基础，主要通过电磁场与物质的电子、原子和分子的相互作用实现。

微波电磁场与物质中的电子相互作用时，会导致电子的振动增加，从而提高物质的温度。

微波理论知识点总结微波是指波长在1毫米至1米之间的电磁波，它具有许多独特的特性和应用。

微波理论是研究微波的产生、传播、接收和应用的相关理论。

在通信、雷达、无线电频谱、天文学和材料加工等方面都有着广泛的应用。

1. 微波的概念和特性微波是电磁波的一种，波长范围在1毫米至1米之间。

与可见光波长相近，但由于其波长较短，因此具有许多独特的特性。

例如，微波能够穿透云层、雾气和一些障碍物，因此在雷达和通信中有着重要的应用。

此外，微波不会像可见光那样受到大气的散射和吸收，因此可以在大气层中进行远距离的传播。

2. 微波的产生和接收微波可以通过多种方式产生，常见的方法包括使用微波发射器、微波天线和微波放大器等。

微波接收则通过微波接收天线和微波接收器进行。

微波天线的设计对于接收微波信号具有重要影响，通常设计成具有较高的方向性和增益。

3. 微波传播微波在空间中的传播受到地形、大气条件和电磁波干扰等因素的影响。

通常情况下，微波的传播距离受到频率和天线高度的影响，高频率的微波传播距离较短，而低频率的微波传播距离较远。

此外，微波还受到地形和大气层的影响，例如山脉、建筑物和大气湍流都会对微波的传播产生影响。

4. 微波器件和电路微波器件和电路是指在微波频段内工作的元器件和电路。

常见的微波器件包括微波天线、微波滤波器、微波耦合器、微波终端等。

微波电路主要由微波传输线、微波振荡器、微波放大器和微波混频器等组成，用于实现微波信号的处理、分析和放大。

5. 微波通信和雷达系统微波通信和雷达系统是微波技术的两个重要应用领域。

微波通信系统通过微波传输线、微波天线和微波接收器等设备实现无线通信。

雷达系统则利用微波的穿透能力和高精度进行目标探测、跟踪和识别，广泛应用于军事、航空、气象和海洋领域。

6. 微波在材料加工中的应用微波在材料加工中有着广泛的应用，例如微波加热、微波干燥和微波辐照等。

微波加热是利用微波能量对材料进行加热，通常应用于食品加工、化工和材料处理中。

微波（电磁波）—搜狗百科微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。

对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。

对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。

而对金属类东西，则会反射微波。

从电子学和物理学观点来看，微波这段电磁频谱具有不同于其他波段的如下重要特点：穿透性微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因此具有更好的穿透性。

微波透入介质时，由于微波能与介质发生一定的相互作用，以微波频率2450兆赫兹，使介质的分子每秒产生24亿五千万次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，物料内外加热均匀一致。

[2]选择性加热物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。

介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。

由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。

物质不同，产生的热效果也不同。

水分子属极性分子，介电常数较大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。

而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。

因此，对于食品来说，含水量的多少对微波加热效果影响很大。

热惯性小微波对介质材料是瞬时加热升温，升温速度快。

另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。

似光性和似声性微波波长很短，比地球上的一般物体（如飞机，舰船，汽车建筑物等）尺寸相对要小得多，或在同一量级上。

使得微波的特点与几何光学相似，即所谓的似光性。

因此使用微波工作，能使电路元件尺寸减小；使系统更加紧凑；可以制成体积小，波束窄方向性很强，增益很高的天线系统，接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号，从而确定物体方位和距离，分析目标特征。

微波的特性原理及应用微波是指波长在1毫米至1米之间的电磁波，频率范围在300兆赫兹（GHz）至300千赫兹（KHz）。

微波具有以下几个特性原理：1.电磁波特性：微波是一种电磁波，具有电场和磁场的交替变化。

微波的振荡频率非常高，能够传输大量的能量。

2.穿透性：微波能够在大气中传播，并且能够穿透云层、雾、雪、雨等天气现象。

这使得微波在通信和雷达等领域具有广泛应用。

3.直线传播：微波在传播过程中呈直线传播，不会像可见光一样发生弯曲。

这种直线传播特性使得微波在通信和卫星通讯中具有重要作用。

4.反射和折射：微波在遇到障碍物时会发生反射和折射。

这种特性使得微波可以进行雷达测距和遥感等应用。

微波的应用广泛，包括但不限于以下几个方面：1.通信：微波通信是一种使用微波进行长距离传输信号的技术。

由于微波的高频特性，它能够传送大量的信息，被广泛应用于卫星通讯、无线通信和宽带互联网等领域。

2.雷达：雷达是一种利用微波进行探测的技术。

微波能够穿透云层和雾霭，因此在天气差的情况下也能够进行溯源和目标检测。

雷达在军事、天气预报和航空导航等领域都得到了广泛应用。

3.医学：在医学领域，微波被用于医学成像和治疗。

微波成像技术可以用于乳腺癌早期检测，具有无创、高灵敏度和高分辨率的特点。

此外，微波治疗也被用于物理疗法，如疼痛管理和癌症治疗。

4.食品加热：微波炉是将微波应用于食品加热的常见设备。

微波能够将电磁波转化为热能，通过快速震荡分子，使食物迅速加热。

这种加热方式比传统的烤箱或煤气灶更高效和节省时间。

5.材料加工：微波还被应用于许多材料加工领域。

例如，微波干燥可以快速去除材料中的水分，微波焊接和微波烧结可以用于金属和陶瓷的加工。

总之，微波具有独特的特性原理和广泛的应用。

微波的高频特性和穿透性使其在通信、雷达、医学、食品加热和材料加工等领域具有重要作用。

随着科技的发展，微波技术的应用将会越来越广泛。

微波在生活中的应用实例微波在生活中的应用实例微波是一种电磁波，它的波长比可见光短，频率比可见光高。

由于微波在传输过程中的能量损失小，被广泛应用于现代通信、雷达探测、卫星导航等领域。

此外，微波还可以被用于烹饪、消毒、干燥等方面。

下面，我们将围绕微波在生活中的应用实例展开讨论。

1. 微波炉微波炉是应用微波进行烹饪的一种设备。

它利用微波的特性，让食物内部分子同时运动，从而使食物迅速受热。

微波炉不仅可以加热食物，还可以解冻、蒸煮、烘烤等。

它的使用非常方便，只需把食物放进去，设定好时间和功率，就可以轻松完成烹饪任务。

此外，微波炉烹饪的食物不会产生油烟，保持了食物原有的营养和味道。

2. 微波消毒器微波消毒器是一种利用微波杀菌的设备。

它可以快速而彻底地消灭食具、婴儿奶瓶、牙刷等物品表面的细菌和病毒。

使用微波消毒器消毒物品非常方便，只需将物品放进去，设定好时间和功率，就可以清除细菌和病毒。

与传统的消毒方法相比，微波消毒器更加快速和有效。

3. 微波干燥器微波干燥器是一种利用微波进行干燥的设备。

它可以将湿度高的物品迅速干燥，常被用于食品、草药、木材等领域。

微波干燥器的干燥速度快，而且能够保持物品的营养成分和颜色。

此外，使用微波干燥器还可以节省时间和能源，提高作业效率。

4. 微波鼓风炉微波鼓风炉是一种利用微波进行加热的餐具。

它的主要材质为玻璃和陶瓷，可以承受微波的热量。

微波鼓风炉中的食物可以借助微波的热量迅速加热，而且还可以通过鼓风的方式让食物变得更加松软和酥脆。

综上所述，微波在生活中的应用非常广泛，不仅可以用于烹饪、消毒、干燥等方面，还可以应用于通信、雷达探测等领域。

随着科技的发展，微波在未来的应用前景也将变得更加广阔。