微波加热的特点和优点

三、微波加热的特点和优点

上面简单介绍了微波加热的基本原理，下面再来看一下这种利用材料的偶极子旋转产生的摩擦损耗。从微波中吸收微波功率达到温升和加热的过程显然与常规的加热方法不同。普通的加热方法是被加热的物料从外部吸收热传导或热辐射过来的热能，使表面温度不断上升，这一温度将向物料的内部传递，因此是一个由表及里的温升过程。这时水分开始从表面蒸发，内部水分则慢慢地从内向外扩散到表面，加热过程的推动力是内外间的温度差，通常需要很高的温度来形成这一所需的温度差，热传导的推动力则是物料内部和表面之间的浓度差。

微波加热干燥过程中，电磁波渗透至物料内部（渗透深度及物料的介电特性与微波的工作频率有关），由于介质损耗产生热量，这时传导的推动力则是物料内部迅速产生的蒸汽所形成的压力差。如果物料开始很潮湿（含水量很高），物料内部的压力就很快地升高，这时液体可能在压力差的作用下从物料中排出。初始湿度愈大，压力差对水分排除的影响也愈大。也就是说具有一种“泵”的效应，它会驱使液体流向表面。由此可以看出，微波干燥脱水过程与传统的加热干燥脱水过程存在着明显差别。正是由于这样一个特点，微波加热因此具有下列许多与众不同的特点：

（1）加热速度快。由于微波加热基本上是里外一起整体（太厚的物体除外）地被加热，除非电磁波渗透不进去，或渗透深度不够，这种加热方法与热风、燃气、蒸汽、电热、远红外等加热方法相比，速度要快得多，通常为数倍至数十倍甚至更高。

（2）加热效率高，省电节能。由于微波加热是电磁波直接与物料分子相互作用的结果，而不像常规热辐射或热传导的方法会使一部分热能无为地浪费掉，微波在空气中传播时的损耗是很小的（在短距离内），能量损耗主要集中于物料体积内，加上微波功率转换效率高，因此可节省电能消耗，提高经济效益。

（3）加热均匀。微波加热原理决定了物料的温升过程与常规方法不同，后者的温度分布是外热内冷；而微波加热方法会使里外温差保持相当低的水平，有时甚至会产生内部温度高于表面温度的情况。因此从总体上来说，微波加热产生的温度要均匀得多。

（4）选择性加热。对不同物质或不同含水量的物料在微波加热过程中产生的温升是不同的，含水量愈大，加热愈快；反之，则愈慢。这就是通常所说的选择性加热效应。最简单的一个例子就是将食品放在微波炉中加热或烹饪时，食品被加热或烧熟了，而盛放食品的容器及旋转的底盘却仍然是冷的，这就是微波选择性加热的结果。

（5）加热过程的即时控制性。微波加热控制起来非常迅速方便，具有即时性。换句话说，打开微波设备的电源开关，微波立即产生并开始对物料加热，完全没有其他加热方法那样具有热惯性。当将微波电源关闭后，微波立即消失，加热过程立即停止。这在很多加热应用时非常有用，也是用其他方法加热无法做到的。

（6）提高产量、质量和档次。由于微波加热时物体表面温度不会太高，不会产生过热、结壳或焦化现象，这对一些物体表面外形或颜色要求较高的应用场合非常有利。

（7）微波的物（理）化（学）效应。微波加热时会产生一定的物化效应，因此，目前除了直接利用热效应去作为加热、脱水、干燥、回原、煮白、灭菌、消毒、固色等应用外，还利用这种特有的物化效应去作为膨化、蛋白质变性、化学萃取、消解、淀粉胶化等物化领域中的应用。

（8）环境保护好、改善劳动条件。由于微波加热时除物料升温外，整个设备温度不高，人工操作自动化程度较高，环境温度低，操作简单，可靠性高，符合环保要求，因此大大改善了劳动条件。

（9）占地面积小、节省投资。由于微波加热设备体积小，只需一定功率大小的电源，因此在使用时占地面积小，可大大节省投资成本。

（10）维护成本低。微波加热设备在长期运行时，主要维护成本是微波电源，即产生大功率微波的电子管—— 磁控管。一般情况下，磁控管的正常工作寿命可达数千小时甚至更长。