1.1西安隧道式真空微波殺菌設備的原理

    通常，一些介質材料由極性分子和非極性分子組成。在微波電磁場的作用下，介質中的極性分子從原來的熱運動狀態(tài)轉為跟隨微波電磁場的交變而排列取向。例如，采用的微波頻率為2 450 MHz，就會出現每秒24億5千萬次交變，分子間就會產生激烈的摩擦。在這一微觀過程中，微波能量轉化為介質內的熱量，使介質溫度呈現為宏觀上的升高，這就是對微波加熱zui通俗的解釋。

    微波滅菌的原理是兩方面的，它既有熱效應滅菌，又有非熱效應滅菌，因此它具有雙重殺菌功能。微波加熱時，細菌體內的蛋白質、核酸成分等分子極性集團，在微波場下高速旋轉、振動，一方面加熱使細菌蛋白質凝固而死亡；另一方面也可以使蛋白質、核酸變性而死亡。

    利用脈沖調制的微波能進行殺菌試驗，可以用較小的溫升達到殺菌的目的。這說明微波殺菌不只是熱力殺菌，還有非熱力致死細菌的能力，這就是所謂的非熱效應。根據這個原理，可以在極短的時間內采用高于常規(guī)微波場能量密度的數倍或數十倍的脈沖微波能量，不但可以可靠殺死細菌，還可大大降低藥品溫升，降低設備的能耗。

1.2西安隧道式真空微波殺菌設備介質材料與微波場的關系

    微波加熱干燥是介質材料自身損耗電磁能量而加熱。微波加熱的一個基本條件是：物料內有能吸收微波的物質，水是吸收微波很好的介質，所以凡是含水的物質必定會吸收微波。對于金屬材料，電磁場不能投入內部而是被反射出來，所以金屬材料不能用微波加熱。

    有一部分介質雖然是非極性分子組成，但也能在不同程度上吸收微波，其原理可解釋為這種物質分子在微波場下發(fā)生彈性變形而生熱。另一類介質，他們基本上不吸收微波，如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜塑料和玻璃、陶瓷等，他們能透過微波，而不吸收微波，這類材料可作為加熱用的容器或支撐物。

    根據介質材料與微波場之間的相互關系可分為四類：（1）導體，該種物料（如金屬）能反射微波，可用于貯存或引導微波，即導體可作為干燥室和波導的材料；（2）絕緣體，也稱“無損耗介電體”，幾乎所有的絕緣體不反射也不吸收微波，而微波可以穿透絕緣體，因此這些材料（如陶瓷、玻璃、塑料等）可用作微波場中被加熱物料的支撐裝置；（3）介電體，其特性介于前二者之間，它們中的絕大部分材料可叫做“有損耗介電體”，能不同程度地吸收微波能量，并將之化為熱量； （4）鐵磁體，它們也吸收、反射和穿透微波，并同微波的磁場分量發(fā)生作用，且產生熱量，這種材料常作為保護或扼流裝置的材料，用來防止微波能量的泄漏。 

    在微波加熱中，介質發(fā)熱程度與微波頻率、電磁場強度、介質自身的介電常數和介質損耗正切值等參數有關。在微波加熱過程中，還存在一個穿透能力和加熱深度問題。什么叫穿透能力？穿透能力就是電磁波穿入到介質內部的本領，電磁波從介質的表面進入并在其內部傳播時，由于能量不斷被吸收并轉化為熱，它所攜帶的能量就隨著深入介質表面的距離成指數規(guī)律衰減。微波的穿透能力要比紅外線大得多，其中915 MHz又比2 450 MHz的微波穿透深度大。

1.3對物料的要求

    由于微波加熱滅菌是與物料的水分直接相關，因此物料中應含有適量的水分，有報道說，當物料中的水分低于10％時，其滅菌效果不明顯。

    微波干燥或滅菌時，物料中的水分應均勻，不宜出現局部的過濕或過干現象，這樣可能由于局部的溫度升高劇烈，導致物料的部分焦化。

    微波對不同的物料可能會出現的不同的穿透能力，如對水的穿透能力為2～3 cm，因此在物料的干燥或滅菌時，都應采取動態(tài)的物料為好，如適宜的攪拌或翻動。