微波与无线电波、远红外线、可见光一样都是电磁波,微波的频率比一般无线电波的频率要高(约为300MHz至300000MHz),属超高频。为防止对无线电通讯、广播、电视和雷达等干扰,国际上规定工业、科学及医学使用的微波加热与干燥频段只有4种,而应用于加热的微波炉目前只选用915MHz和2450MHz两种。
1.微波的加热原理
微波加热,从宏观上看就是被加热物体吸收微波能量并把它转化为热能。介质从分子结构看,可分为无极分子和有极分子两大类:无极分子的正、负电荷中心重合,在外电场的作用下,分子中的正负电荷中心沿电场方向只产生位移极化;有极分子的正、负电荷的中心不重合,可等效为一个电偶极子。在一般情况下,物体(被烹调的食物)中的有极分子都呈无规则排列,在外电场的作用下,会沿着外电场的方向转向,产生转向极化,如果外电场再交变,那么有极分子的转向也要随电场的变化而不断改变方向,极性分子间随微波频率以每秒几十亿次的高频来回摆动、摩擦,产生的热量足以使食物在很短的时间内达到热熟。这是对微波加热机理(即微波炉能加热食物的原因)最简单的阐述。实际上,微波加热的实际过程是比较复杂的。
2.介质材料
微波能加热物体,但并不是所有的介质材料都能吸收微波能量从而被加热。一般我们把对微波的反应分为下面三大类介质材料。
(1)铜、铁、铝、银等金属类材料微波即是电磁波,它既具有波的特性,又具直线传播特性。当微波碰到金属板时,犹如光线射在镜子上反射一样。能量几乎全部被反射回来,导体不吸收微波能。
(2)聚四氟乙烯、聚丙烯等非金属类材料微波与其作用犹如太阳光照到玻璃上一样.反射一部分.透射传输大部分,吸收的微波能可以忽略。
(3)含水和含脂肪的消耗介质它们能不同程度地吸收微波能量转化为热能。被加工材料作为一般介质,吸收的功率与电场强度和电源频成正比。故为提高吸收能力,可提高电场强度和频率。但电场强度的提高有个限度,否则会产生击穿,所以可通过提高电源频率解决这一问题。
对于不同的物质,可用介电常数。来表示材料的微波吸收性能。介电常数代表了电介质的极化程度,通常,极性越大,介电常数越大,此外,分子结构越对称,介电常数越小。
水的介电常数比一般的介质要大,比如水在低于0℃时会结冰,冰的介电常数为3.2,而水的介电常数为8。
如像肉类、鱼类等烹饪原料,含有的水分不同程度地来自其基本结构中,如果这种水是很紧密地来存在鱼、肉类分子结构中,偶极子就不会像液态那样容易受外电场作用而运动,因此受热就慢。另外粉状的原料,由于其中含大量空气隙.介电常数都比经过压紧的密实物料要小,因此呈粉状的烹饪原料在微波炉的作用下也不易受热。
1.微波的加热原理
微波加热,从宏观上看就是被加热物体吸收微波能量并把它转化为热能。介质从分子结构看,可分为无极分子和有极分子两大类:无极分子的正、负电荷中心重合,在外电场的作用下,分子中的正负电荷中心沿电场方向只产生位移极化;有极分子的正、负电荷的中心不重合,可等效为一个电偶极子。在一般情况下,物体(被烹调的食物)中的有极分子都呈无规则排列,在外电场的作用下,会沿着外电场的方向转向,产生转向极化,如果外电场再交变,那么有极分子的转向也要随电场的变化而不断改变方向,极性分子间随微波频率以每秒几十亿次的高频来回摆动、摩擦,产生的热量足以使食物在很短的时间内达到热熟。这是对微波加热机理(即微波炉能加热食物的原因)最简单的阐述。实际上,微波加热的实际过程是比较复杂的。
2.介质材料
微波能加热物体,但并不是所有的介质材料都能吸收微波能量从而被加热。一般我们把对微波的反应分为下面三大类介质材料。
(1)铜、铁、铝、银等金属类材料微波即是电磁波,它既具有波的特性,又具直线传播特性。当微波碰到金属板时,犹如光线射在镜子上反射一样。能量几乎全部被反射回来,导体不吸收微波能。
(2)聚四氟乙烯、聚丙烯等非金属类材料微波与其作用犹如太阳光照到玻璃上一样.反射一部分.透射传输大部分,吸收的微波能可以忽略。
(3)含水和含脂肪的消耗介质它们能不同程度地吸收微波能量转化为热能。被加工材料作为一般介质,吸收的功率与电场强度和电源频成正比。故为提高吸收能力,可提高电场强度和频率。但电场强度的提高有个限度,否则会产生击穿,所以可通过提高电源频率解决这一问题。
对于不同的物质,可用介电常数。来表示材料的微波吸收性能。介电常数代表了电介质的极化程度,通常,极性越大,介电常数越大,此外,分子结构越对称,介电常数越小。
水的介电常数比一般的介质要大,比如水在低于0℃时会结冰,冰的介电常数为3.2,而水的介电常数为8。
如像肉类、鱼类等烹饪原料,含有的水分不同程度地来自其基本结构中,如果这种水是很紧密地来存在鱼、肉类分子结构中,偶极子就不会像液态那样容易受外电场作用而运动,因此受热就慢。另外粉状的原料,由于其中含大量空气隙.介电常数都比经过压紧的密实物料要小,因此呈粉状的烹饪原料在微波炉的作用下也不易受热。