微波加热原理_

　　微波对许多发芽率低或发芽慢的农作物或林术种子都作了催芽试验， 以探究能否进步发芽率。种子含水量对处理效果有显着影响， 一般说来， 低含水率种子受加热处理的影响大， 也能忍耐较高温度不致受损。微波具有显着热效应，并且有促进G0细胞进入增殖周期（Carpita．N．C．& Murray W.N;1976）。别的，胡燕月等（1996）胡萱日等（1995），别离比较研讨了微波和热击处理水稻种子的生物学效应，在相同升温(45℃)下，效果标明微波处理可极显着促进芽生机，热击处理则可以极显着促进根生机 。赖麟与冯鸿（1997）使用50W、200W和500W的微波照耀白兰瓜种子，发现200W功率的微波处理可以极显着地进步其发芽率，一起也能显着地进步萌生线w微波处理的种子从萌生24小时起，其淀粉酶含量显着地高于对照，48小时期淀粉酶同工酶有新的酶带发生。阐明这一功率的微波能有用地激话白兰瓜种子萌生期的淀粉酶，加快物质和能量的代谢，然后进步种子萌生生机。黄桂琴等（1999）使用105W微波辐射黄瓜种子10s、20s，效果发现提前长出真叶．株高添加。处理种子的时闻为30s，促进种子早出苗．但跟着生长时间的延伸株高被按捺，叶片数也削减．当辐射剂量105W ，处理种子的时刻分刷为85、10s、l4s，促进黄瓜麦苗的主根和侧根添加与脱氲酶活性添加，标明根生机增强．杨俊红等（2003；2004）使用正交试验研讨了微波处理对白菜种子萌生特性及其耐盐性的影响。效果标明：微波处理前，萌生环境的含盐量对种子发芽率的影响最大，并且含盐量和碱性的影响较显着；经微波处理后，萌生环境的含盐量和碱性对种子发芽率的影响处于非必须位置，并且无显着性；优选条件下种子的发芽率比对照组显着进步。 P．Reddy与D.J．Myeoek（2000）使用非损坏性的有用微波照大豆种子30秒钟对种子的生存力、活性有促进效果但对细胞和细胞器结构没有影响。

　　使用微波生物效应可以用来确诊各种肿瘤、胸部疾病、肺气肿、肺水肿，丈量动脉血管壁的厚度等。特别是使用微波生物效应医治肿瘤具有特别的含义。由于肿瘤安排的血液循环和导热性能比正常安排要差 在遭到微波照耀肘，肿瘤安排的温升比周围的正常安排一般要高出1～3℃。若恰当操控加热温度，使肿瘤细胞内温度到达42 uc以上时 即可将癌细胞杀死，而不致损伤健康安排，故使用微波可杀死缺氧和低pH值的抗放射肿瘤细胞。假如将微波热疗与放射性医治以及化学医治结台起来，则可收到更好的医治效果。现在已广泛地展开了试验研讨作业，有不少国家和地区正在临床使用 最近几年里，对肝癌和脑部安排癌变进行热疗，并获得了丰厚的材料（陈夷等，1999）。我国学者在使用微波医治肝癌、直肠癌和口腔癌方面已获得了非常显着的效果。别的，将手术刀刃与微波辐射结合在一起，也是一种使用方式。由于微波能量具有自日温文凝血的效果． 及在必定的程度上具有灭菌的效果，故这种方式的手术刀特别适用于细血管散布很密的人体安排（陈夷等，1999）。例如眼睛和肝脏的手术过程。现在尚待完善的当地是怎么使微波辐射的能量愈加会集．然后获得更好的效果。同样在医用和医药工业中可以将微波用于灭菌，效果又快又好。此外，用强脉冲功率的做波照耀试验动物的脑部．使其温度到达42℃以上，可在数秒钟之内杀死动物．并使其脑中的酶体系一起悉数均匀地灭活，然后间断了生物化学反应，使脑内的耐热活性物质可坚持本来的成分，这样就可用来研讨神经化学的特性和功用。

　　当微波效果于生物体时，在生物操控体系的效果和调理下，生物体必定要建立新的平衡情况以习惯外界电磁环境条件的改动，因而也就必定发生某些生物效应．微波的生物效应首要是由微波的热效应，其次对错热效应所引起的．

　　微波对生物体的热效应是指由微波引起的生物安排或体系受热而对生物体发生的生理影响．热效应首要是生物体内有极分子在微波高频电场的效果下重复快速取向滚动而冲突生热；体内离子在微波效果下振荡也会将振荡能量转化为热量；一般分子也会吸收微波能量后使热运动能量添加．假如生物体安排吸收的微波能量较少，它可凭借本身的热调理体系通过血循环将吸收的微波能量(热量)发出至全身或体外．假如微波功率很强，生物安排吸收的微波能量多于生物体所能发出的能量，则引起该部位体温升高．部分安排温度升高将发生一系列生理反应，如使部分血管扩张，并通过热调理体系使血循环加快，安排代谢增强，白细胞吞噬效果增强，促进病理产品的吸收和散失等．

　　微波是一种高频率的电磁波，其频率规模约在300～300 000MHz(相应的波长为100～0．1cm)在300MHz至300GHz之间．它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大根本特性。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量为1 99×l0 -25～ 1．99×10-22j．它与生物安排的相互效果首要表现为热效应和非热效应。微波可以透射到生物安排内部使偶极分子和蛋白质的极性侧链以极高的频率振荡，引起分子的电磁振荡等效果，添加分子的运动，导致热量的发生。微波还可以对氢键、疏水键和范德华发生效果，使其重新分配，然后改动蛋白质的构象与活性。生物体的非热特性一 生物效应是微波的重要特性之一，它已成为医学、细胞学等方面研讨的一个重要方面，一起它也能为微波理疗或微波手术等方面供给理论依据 跟着人们对微波加热技能知道的深化，它已引起了许多科学作业者的重视，并在一些方面进行了深化而广泛的研讨。

　　(4)节能高效。由于含有水分质极易直接吸收微波而发热，没有通过其他中心转化环节，因而除少数的传输损耗外简直无其他损耗。比一般惯例加热省电约30%^-50%。

　　(5)具有快速冻住功用。在微波场中，冻住食物在从内到外一起吸收微波能量，使冻住食物全体发热，简单构成全体均一的冻住，缩短冻住时刻，敏捷跳过一50C-0℃这个易发生蛋白质变性、食物变色变味的温度带，以坚持食物的质量不致下降。

　　(2)加热质量高，养分损坏少，能最大极限的坚持食物的色、香，味，削减食物中维生素的损坏。

　　(3)安全卫生无污染，对食物的灭菌能力强.由于微波能是操控在金属制成的加热室内和波导管中作业，所以微波走漏被有用的按捺，没有放射线损害及有害气体排放，不发生余热和粉尘污染。既不污染食物，也不污染环境。微波灭菌除了热效应之外还有生物效应，许多病菌在微波加热不到100℃时就悉数被杀死。

　　微波的非热效应是指除热效应以外的其他效应，如电效应、磁效应及化学效应等．在微波电磁场的效果下，生物体内的一些分子将会发生变形和振荡，使细胞膜功用遭到影响，使细胞膜表里液体的电情况发生改动，引起生物效果的改动，从而可影响中枢神经体系等．微波搅扰生物电(如心电、脑电、肌电、神经传导电位、细胞活动膜电位等)的节律，会导致心脏活动、脑神经活动及内分泌活动等一系列妨碍．对微波的非热效应，人们还了解的不许多．当生物体受强功率微波照耀时，热效应是首要的(一般以为，功率密度在在10mW／cm2者多发生微热效应．且频率越高发生热效应的阈强度越低)；长时间的低功率密度(1 mW／cm2 以下)微波辐射首要引起非热效应．