微波具有波长短（1m~1mm）频率高（300MHZ~300GHZ）、量子特性等明显特征。微波技术广泛应用于雷达、导航、多路通讯、遥感及电视等方面。20世纪60年代开始，人们逐渐将微波加热技术应用于纸类、木材、树脂挤出等物理加工过程。近年，微波钼工业的生产过程中导入微波加热技术，不仅可有效提高反应转化率、选择性，而且体现出节能环保等诸多优点，其作为实现绿色工艺的手段之一而到人们的广泛重视。

原理

微波加热是一种高频率的电磁波，其频率范围约在300～300000MHz(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基本特性。微波加热作为一种电磁波也具有波粒二象性．微波加热量子的能量为199×l0-25～1．99×10-22j．它与生物组织的相互作用主要表现为热效应和非热效应。微波加热能够透射到生物组织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作用，增加分子的运动，导致热量的产生。微波加热还能够对氢键、疏水键和范德华产生作用，使其重新分配，从而改变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加热的重要特性之一，它已成为医学、细胞学等方面研究的一个重要方面，同时它也能为微波加热理疗或微波加热手术等方面提供理论依据随着人们对微波加热加热技术认识的深入，它已引起了许多科学工作者的关注，并在一些方面进行了深入而广泛的研究。

特性

选择性加热物质吸收微波加热的能力，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加热的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波加热的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热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，对微波加热具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小，其对微波加热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加热效果影响很大。穿透性微波加热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。微波加热透入介质时，由于介质损耗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。热惯性小微波加热对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低。另一方面，微波加热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。

生物效应机制

当微波加热作用于生物体时，在生物控制系统的作用和调节下，生物体必然要建立新的平衡状态以适应外界电磁环境条件的变化，因此也就必然产生某些生物效应．微波加热的生物效应主要是由微波加热的热效应，其次是非热效应所引起的．

微波加热的热效应

微波加热对生物体的热效应是指由微波加热引起的生物组织或系统受热而对生物体产生的生理影响．热效应主要是生物体内有极分子在微波加热高频电场的作用下反复快速取向转动而摩擦生热；体内离子在微波加热作用下振动也会将振动能量转化为热量；一般分子也会吸收微波加热能量后使热运动能量增加．如果生物体组织吸收的微波加热能量较少，它可借助自身的热调节系统通过血循环将吸收的微波加热能量(热量)散发至全身或体外．如果微波加热功率很强，生物组织吸收的微波加热能量多于生物体所能散发的能量，则引起该部位体温升高．局部组织温度升高将产生一系列生理反应，如使局部血管扩张，并通过热调节系统使血循环加速，组织代谢增强，白细胞吞噬作用增强，促进病理产物的吸收和消散等．

加热优点

微波加热自身的特性决定了微波加热具有以下优点:

(1)加热迅速，均匀。不需热传导过程，且具有自动热平稳性能，避免过热。

(2)加热质量高，营养破坏少，能最大限度的保持食物的色、香，味，减少食物中维生素的破坏。

(3)安全卫生无污染，对食品的杀菌能力强.因为微波加热能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波加热泄露被有效的抑制，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染。既不污染食物，也不污染环境。微波加热杀菌除了热效应之外还有生物效应，许多病菌在微波加热加热不到100℃时就全部被杀死。

(4)节能高效。由于含有水分的物质极易直接吸收微波加热而发热，没有经过其他中间转换环节，因此除少量的传输损耗外几乎无其他损耗。比一般常规加热省电约30%^-50%。

(5)具有快速解冻功能。在微波加热场中，冻结食品在从内到外同时吸收微波加热能量，使冻结食品整体发热，容易形成整体均一的解冻，缩短解冻时间，迅速越过一50C-0℃这个易发生蛋白质变性、食品变色变味的温度带，以保持食品的品质不致下降。

微波加热的非热效应

微波加热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．在微波加热电磁场的作用下，生物体内的一些分子将会产生变形和振动，使细胞膜功能受到影响，使细胞膜内外液体的电状况发生变化，引起生物作用的改变，进而可影响中枢神经系统等．微波加热干扰生物电(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障碍．对微波加热的非热效应，人们还了解的不很多．当生物体受强功率微波加热照射时，热效应是主要的(一般认为，功率密度在在10mW／cm2者多产生微热效应．且频率越高产生热效应的阈强度越低)；长期的低功率密度(1mW／cm2以下)微波加热辐射主要引起非热效应．

应用

微波加热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，以探索能否提高发芽率。种子含水量对处理效果有明显影响，一般说来，低含水率种子受加热处理的影响大，也能忍受较高温度不致受损。微波加热具有显著热效应，而且有促进G0细胞进入增殖周期（Carpita．N．C．&MurrayW.N;1976）。另外，胡燕月等（1996）胡萱日等（1995），分别比较研究了微波加热和热击处理水稻种子的生物学效应，在相同升温(45℃)下，结果表明微波加热处理可极显著促进芽活力，热击处理则可以极显著促进根活力。赖麟与冯鸿（1997）利用50W、200W和500W的微波加热照射白兰瓜种子，发现200W功率的微波加热处理可以极显著地提高其发芽率，同时也能显著地提高萌发话力。200w微波加热处理的种子从萌发24小时起，其淀粉酶含量显著地高于对照，48小时期淀粉酶同工酶有新的酶带产生。说明这一功率的微波加热能有效地激话白兰瓜种子萌发期的淀粉酶，加速物质和能量的代谢，从而提高种子萌发活力。黄桂琴等（1999）利用105W微波加热辐射黄瓜种子10s、20s，结果发现提早长出真叶．株高增加。处理种子的时闻为30s，促进种子早出苗．但随着生长期的延长株高被抑制，叶片数也减少．当辐射剂量105W，处理种子的时间分刷为85、10s、l4s，促进黄瓜幼苗的主根和侧根增长与脱氲酶活性增加，表明根活力增强．杨俊红等（2003；2004）利用正交试验研究了微波加热处理对白菜种子萌发特性及其耐盐性的影响。结果表明：微波加热处理前，萌发环境的含盐量对种子发芽率的影响最大，而且含盐量和碱性的影响较显著；经微波加热处理后，萌发环境的含盐量和碱性对种子发芽率的影响处于次要地位，而且无显著性；优选条件下种子的发芽率比对照组明显提高。P．Reddy与D.J．Myeoek（2000）应用非破坏性的有效微波加热照大豆种子30秒钟对种子的生存力、活性有促进作用但对细胞和细胞器结构没有影响。

1．微波加热的生物效应在医学上的应用利用微波加热生物效应可以用来诊断各种肿瘤、胸部疾病、肺气肿、肺水肿，测量动脉血管壁的厚度等。特别是利用微波加热生物效应治疗肿瘤具有特殊的意义。因为肿瘤组织的血液循环和导热性能比正常组织要差在受到微波加热照射肘，肿瘤组织的温升比周围的正常组织通常要高出1～3℃。若适当控制加热温度，使肿瘤细胞内温度达到42uc以上时即可将癌细胞杀死，而不致伤害健康组织，故利用微波加热可杀死缺氧和低pH值的抗放射肿瘤细胞。如果将微波加热热疗与放射性治疗以及化学治疗结台起来，则可收到更好的治疗效果。目前已广泛地开展了实验研究工作，有不少国家和地区正在临床应用最近几年里，对肝癌和脑部组织癌变进行热疗，并取得了丰富的资料（陈夷等，1999）。我国学者在利用微波加热治疗肝癌、直肠癌和口腔癌方面已取得了十分明显的成果。另外，将手术刀刃与微波加热辐射结合在一起，也是一种应用形式。由于微波加热能量具有自日温和凝血的作用．及在一定的程度上具有灭菌的作用，故这种形式的手术刀特别适用于细血管分布很密的人体组织（陈夷等，1999）。例如眼睛和肝脏的手术过程。目前尚待完善的地方是如何使微波加热辐射的能量更加集中．从而取得更好的效果。同样在医用和医药工业中可以将微波加热用于灭菌，效果又快又好。此外，用强脉冲功率的做波照射实验动物的脑部．使其温度达到42℃以上，可在数秒钟之内杀死动物．并使其脑中的酶系统同时全部均匀地灭活，从而中止了生物化学反应，使脑内的耐热活性物质可保持原来的成分，这样就可用来研究神经化学的特性和功能。

禁忌

1、忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类：因为肉类在微波炉中解冻后，实际上已将外面一层低温加热了，在此温度下细菌是可以繁殖的，虽再冷冻可使其繁殖停止，却不能将活菌杀死。已用微波炉解冻的肉类，如果再放入冰箱冷冻，必须加热至全熟。

2、忌油炸食品：因高温油会发生飞溅导致火灾。如万一不慎引起炉内起火时，切忌开门，而应先关闭电源，待火熄灭后再开门降温。

3、忌超时加热：食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时间超过2小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒。

4、忌用普通塑料容器：使用专门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热，一是热的食物会使塑料容器变形，二是普通塑料会放出有毒物质，污染食物，危害人体健康。 　4、忌用金属器皿：因为放入炉内的铁、铝、不锈钢、搪瓷等器皿，微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波，既损伤炉体又加热不熟食物。

5、忌使用封闭容器：加热液体时应使用广口容器，因为在封闭容器内食物加热产生的热量不容易散发，使容器内压力过高，易引起爆破事故。即使在煎煮带壳食物时，也要事先用针或筷子将壳刺破，以免加热后引起爆裂、飞溅弄脏炉壁，或者溅出伤人。

6、忌将微炉置于卧室：同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅。

7、忌长时间在微波炉前工作：开启微炉后，人应远离微波炉或人距离微波炉至少在1米之外。