1.1微波的特性
1.1.1選擇性加熱
物質吸收微波的能力主要由其介電損耗因子決定。大介質損耗因數
這種材料吸收微波的能力很強。相反，介電損耗因子小的材料吸收微波的能力強。
軟弱。由於各種物質損耗因子的差異，微波加熱表現出選擇性加熱的特點。
不同的物質產生不同的熱效應。水分子是具有大介電常數的極性分子，它們的介質
損耗因子也很大，對微波的吸收能力很強。而蛋白質、碳水化合物等的介電特性。
數量相對較少，其對微波的吸收能力遠小於水。因此，對於食物來說，水的含量
微波加熱的量對微波加熱的效果有很大影響。
1.1.2穿透性
微波比用於輻射加熱的其他電磁波(如紅外線和遠紅外線)更長，因為
這樣有更好的穿透力。當微波穿透介質時，由於介質的損耗，介質的溫度升高。
電介質材料內外幾乎同時受熱，形成大塊熱源狀態，大大縮短了常規。
加熱期間的熱傳導時間，並且當介電損耗因數與電介質溫度負相關時，
材料內外受熱均勻。
1.1.3熱慣性小
微波瞬間加熱電介質材料，能耗也很低。另壹方面，微波的輸出功
速率可隨時調節，介質溫升無慣性變化，無“余熱”現象，非常有利。
自動控制和連續生產的需要。
1.2微波的生物效應機理
當微波作用於生物時，在生物控制系統的作用和調節下，生物必然會建立新的平衡狀態以適應外界電磁環境條件的變化，因此必然會發生壹些生物效應。微波的生物效應主要是由微波的熱效應引起的，其次是非熱效應。
1.2.1微波的熱效應
微波對生物的熱效應是指生物組織或系統受熱對生物產生的生理效應。體內離子在微波作用下的振動也會將振動能量轉化為熱量；壹般分子也會吸收微波能量，會增加熱運動能量。如果生物組織吸收的微波能量較少，它可以利用自身的熱調節系統，通過血液循環將吸收的微波能量(熱量)輻射到全身或體外。如果微波功率很強，生物組織吸收的微波能量超過了生物體所能發出的，就會造成這部分的體溫升高。局部組織溫度升高會產生壹系列生理反應，如擴張局部血管，通過熱調節系統加速血液循環，增強組織代謝等。
1.2.1.1微波的加熱優勢
微波本身的特性決定了微波具有以下優點:
(1)加熱迅速且均勻。不需要導熱過程，具有自動熱穩定性，避免過熱。
(2)加熱質量高，營養破壞少，能最大限度地保持食物的色、香、味，減少食物中維生素的破壞。
(3)安全衛生無汙染，對食品殺菌能力強。由於微波能量受控工作在金屬制成的加熱室和波導管內，微波泄漏得到有效抑制，無輻射危害和有害氣體排放，無余熱和粉塵汙染。它既不汙染食物，也不汙染環境。微波殺菌除了熱效應還有生物效應，很多病菌在微波加熱小於100℃時全部被殺死。
(4)節能高效。由於含有水分的物質容易直接吸收微波並產生熱量，不需要其他中間轉換環節，除了少量的傳輸損耗外，幾乎沒有其他損耗。比壹般的常規供暖節電30%-50%左右。
(5)具有快速解凍功能。在微波場中，冷凍食品由內而外吸收微波能量，使整個冷凍食品升溫，容易形成整體、均勻的解凍，縮短解凍時間，快速穿越50℃-0℃的溫度區，容易發生蛋白質變性和食品變色，保持食品品質不下降。
1.2.2微波的非熱效應
微波的非熱效應是指熱效應之外的其他效應，如電效應、磁效應、化學效應等。在微波電磁場的作用下，生物體內的壹些分子會發生形變和振動，從而影響細胞膜的功能，改變細胞膜內外液體的電狀態，引起生物功能的改變。此外，它可以影響中樞神經系統等。微波幹擾生物電(如心電、腦電圖、肌電圖、神經傳導電位、細胞活動膜電位等)的節律。)，會導致心臟活動、腦神經活動、內分泌活動等壹系列障礙。人們對微波的非熱效應了解不多。高功率微波照射生物時，以熱效應為主(壹般來說功率密度為10MW/)長期低功率密度(1 MW/cm 2以下)微波輻射主要引起非熱效應。
1.3微波在農業科學中的應用
微波已被用於加速許多發芽率低或慢的農作物或林業種子的發芽，以探索是否能提高發芽率。種子的含水量對處理效果有明顯的影響。壹般來說，含水量低的種子受熱處理影響較大，可以耐受較高的溫度而不被破壞。微波具有明顯的熱效應，能促進G0細胞進入增殖周期(Carpita。北卡羅來納州& amp；默裏W . N；1976)。另外，胡彥嶽等人(1996)和胡等人(1995)分別比較了微波和熱激處理對水稻種子的生物學效應。在相同溫度(45℃)下，結果表明微波處理能顯著促進芽的活力，而熱激處理能顯著促進根的活力。賴林和洪峰(1997)用50W、200W和500W微波輻射甜瓜種子。結果表明，200W功率的微波處理能顯著提高其發芽率和發芽勢。200w微波處理種子的澱粉酶含量從發芽後24小時開始顯著高於對照，48小時出現新的澱粉酶同工酶帶。說明微波的這種功率可以有效地刺激甜瓜種子萌發期的澱粉酶，加速物質和能量的代謝，從而提高種子的萌發活力。黃等(1999)用105W微波輻照黃瓜種子10s和20s。結果表明，真葉生長早，株高增加。種子處理時間為30s，促進了種子的提前出苗。但隨著生育期的延長，株高受到抑制，葉片數也減少。輻射劑量為105W時，種子處理持續時間為85，10s，l4s，促進了黃瓜幼苗主根和側根的生長，提高了酶活性，說明根系活力增強。楊等(2005)2004年采用正交試驗研究了微波處理對大白菜種子發芽特性和耐鹽性的影響。結果表明，微波處理前，發芽環境含鹽量對種子發芽率的影響最大，含鹽量和堿度的影響顯著。微波處理後，發芽環境的含鹽量和堿度對種子發芽率的影響是次要的，不顯著。在最適條件下，種子的發芽率明顯高於對照組。P.Reddy和D.J.Myeoek(2000)對大豆種子施加30秒的非破壞性有效微波輻射，可促進種子的生活力和活性，但對細胞和細胞器的結構沒有影響。
1.4微波生物效應在醫學中的應用
微波的生物效應可用於診斷各種腫瘤、胸部疾病、肺氣腫和肺水腫，以及測量動脈壁的厚度。特別是利用微波的生物效應治療腫瘤具有特殊的意義。由於腫瘤組織的血液循環和導熱性比正常組織差，腫瘤組織的溫升通常比周圍正常組織高1 ~ 3℃。如果適當控制加熱溫度，使腫瘤細胞內的溫度達到42℃以上，則可以殺死癌細胞而不傷害健康組織，因此可以用微波殺死缺氧和低pH值的抗輻射腫瘤細胞。如果將微波熱療與放化療結合起來，可以獲得更好的治療效果。目前已廣泛開展實驗研究，近年來許多國家和地區正在臨床上將熱療應用於肝癌和腦組織癌變，並獲得了豐富的數據(陳毅等，1999)。我國學者在微波治療肝癌、直腸癌、口腔癌等方面取得了顯著成就。此外，結合手術刀片和微波輻射也是壹種應用形式。由於微波能量具有自然溫度和凝固的作用，並在壹定程度上具有殺菌的作用，所以這種手術刀特別適用於微細血管分布密集的人體組織(陳毅等，1999)。如眼科和肝臟手術。目前需要改進的是如何使微波輻射的能量更加集中，從而達到更好的效果。微波也可用於醫療、醫藥行業滅菌，效果又快又好。此外，用強脈沖功率照射實驗動物的大腦，使其溫度達到42℃以上，可在幾秒鐘內殺死動物，同時使其大腦中的所有酶系統均勻失活，從而停止生化反應，保留大腦中耐熱活性物質的原有成分，可用於研究神經化學的特性和功能。
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