微波能技術在醫學方面的應用及發展

更新時間：2011-10-18

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　　微波促進醫藥加工業的發展
　　
　　電磁波的發現使人們進入信息社會。微波技術將通訊、廣播、電視送入千家萬戶。而微波能的應用，人們首先享受到了微波爐的神妙，并為工業加熱提供了一種新的加熱方式。這種加熱方式在工業、農業、化工、醫療等方面都得到應用。一是利用其熱效應，主要用于食品、藥材、農副土特產品、木材、紙板、化工產品等的加熱干燥，陶瓷的預烘及燒結，橡膠的硫化預熱等。二是利用其生物效應，對食品、藥材、農副土特產品等的低溫殺菌、防霉保鮮，白酒的催陳、醇化，中止發酵，育種等。微波加熱作為當今，早已從實驗室、家庭走向生產實用階段，為食品、醫藥、農副土特產品的加工撐起一片藍天，前景十分廣闊。
　　
　　一、波加熱干燥、殺菌處理
　　
　　微波是頻率從300MHz~300GMHz的電磁波，其方向和大小隨時間作周期性變化。微波與物料直接相互作用，將超高頻電磁波轉化為熱能的過程即為微波加熱過程。水是強烈吸收微波的物質，物料中的水分子是極性分子，它在微波作用下，其極性取向隨著外電磁場的變化而變化，915MHz的微波可使水分子每秒鐘運動18.3億次，致使分子急劇磨擦、碰撞，使物料產生熱化和膨化等一系列物化過程而達到微波加熱目的。
　　
　　細菌是由水、蛋白質、核酸、碳水化合物、脂肪和無機物等復雜化合物構成的一種凝聚態介質。微波殺菌是微波的熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變性，使細菌失去營養、繁殖和生存的條件而死亡。微波對細菌的生物效應是微波電場改變細胞膜斷面的電位分布、影響細胞膜周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細菌因此營養不良，不能正常新陳代謝，細菌結構功能紊亂，生長發育受到抑制而死亡。此外，決定細菌正常生長和穩定遺傳繁殖的核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA），是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強的微波可以導致氫鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發遺傳基因突變，或染色體畸變，甚至斷裂。微波殺菌正是利用了電磁場的熱效應和生物效應對生物的破壞作用。因此，微波殺菌溫度低于常規方法。一般情況下，常規方法殺菌溫度要120℃~130℃，時間約半小時以上；而微波殺菌溫度僅要70℃~105℃，時間約90~180秒.
　　
　　二、微波加熱干燥、殺菌特點
　　
　　1、加熱迅速、均勻
　　
　　不需熱傳導過程，它能在瞬間穿透到被加熱物料中，穿透深度可達幾公分，甚至十幾公分，數秒到數分鐘就能把微波能轉換為熱能。微波具有選擇性加熱，將使加熱更均勻。
　　
　　2、節能
　　
　　由于含有水分的物質極易直接吸收微波而發熱，沒有經過其他中間轉換環節，因此，除少量的傳輸損耗外幾乎無其它損耗。微波加熱與遠紅外加熱相比，節藥能量1/3~1/2。
　　
　　3、防霉殺菌保鮮
　　
　　微波加熱具有熱效應和生物效應，因此，能在較低溫度下殺滅霉菌和細菌；能大限度地保存物料的活性和食品中的維生素、色澤和營養成份。
　　
　　4、工藝，可連續生產
　　
　　只要開關微波電源即可實現加熱或終止。它有完善的傳送系統，可確保連續化生產，節省勞力。
　　
　　5、安全無害
　　
　　由于微波能是控制在金屬制成的加熱室內和波導管中工作，所以微波泄漏被有效地抑制。沒有放射線危害及有害氣體排放，不產生余熱和粉塵污染，既不污染物料，也不污染環境。
　　
　　6、設備占地小，改善勞動條件。
　　
　　三、微波能促進醫藥工業發展
　　
　　從二十世紀40年代美國雷聲公司制造*臺微波爐，到了五、六十年代，伴隨著大功率磁控管的研制成功，美英等國隧道式、曲折波導等多種加熱器的問世，國外在微波能的應用上掀起了一場新的“能源革命行動”，微波能的應用普及到食品、醫藥、農副土特產品、化工工業及當代技術等眾多領域中，技術。
　　
　　長期以來，我國醫藥加工業都是采用傳統的加熱干燥、殺菌方式，如采用熱風、遠紅外進行藥品的干燥，用高溫高壓，鈷60等進行殺菌。它們不僅熱效率低、加熱時間長、占地面積大，不利于環保，同時，殺菌要在120℃左右的高溫下，時間20~40分鐘，其藥品的藥效和營養成份受到一定程度的破壞。而采用微波干燥、殺菌能充分發揮微波干燥、殺菌特性，就可以解決傳統加熱的弊端。例如：用精心設計的藥丸微波干燥、殺菌設備，加工的藥丸不龜裂，一致性好，保持原藥性，大大延長了保質期。采用5KW微波口服液殺菌的設備，每小時可加工10mL的口服液5000只以上，其殺菌溫度僅為80℃左右，時間不到1分鐘。不僅衛生指標達標而且口服液色澤清澄、保持了口服液原營養成份、無沉淀、口感佳。
　　
　　近年來，微波在醫藥干燥、殺菌、醫藥的微波萃取發展很快。同時，由于微波真空、微波真空冷凍升華技術的不斷突破，更促進了微波在醫藥加工業的發展。
　　
　　濟南瑞晨微波設備有限公司是集科、工、貿為一體的從事開發、生產微波能應用設備的企業，依據的技術實力，更注重新產品的研制、開發，近年來在醫藥加工業上研制出頻率915MHz、2450MHz兩大系列，幾十種規格、型號的微波干燥、殺菌設備已被眾多企業、藥廠使用，都得到滿意效果。如：廣東威士雅保健品有限公司的“壯骨粉”干燥、殺菌；廣州奇星藥業有限公司和廣州白云山制藥廠的顆粒干燥、殺菌；吉林熬東藥業的丸劑和藥粉干燥、殺菌；哈藥集團的保健飲料殺菌，匯仁藥業有限公司的粉狀、片狀、丸劑藥品干燥、殺菌；山東章丘市制藥廠，濟南市長清區中醫院等。
　　
　　實踐證明，微波更適用于產品價值高、質量要求嚴、熱傳導率低、用傳統工藝難以加工的物料。而對于含水量過大的物料，單純用微波脫水有時也是不經濟的。如果將微波與熱風、蒸氣或遠紅外等方法相結合，常會得到“事半功倍”的效果。如微波與遠紅外相結合干燥，速率要比用傳統熱風干燥提高8倍以上。用微波與遠紅外作為熱源，利用遠紅外可使物料分子、原子振動產生熱能，二者結合，其干燥速率將是熱風干燥的10倍以上，熟化物料的速率也比其它熱源快5倍以上。這種具有科學性、實用性的組合，既無任何環境污染，又節能，大大延長產品保鮮期。
　　
　　采用改造傳統醫藥工業，將為海內外醫藥工業開拓出一條嶄新道路。微波能在醫藥等工業上的應用是廣大廠家需求，也是科學發展與人類社會進步的需求。
　　
　　我們相信，只要從事微波電子技術與醫藥等工業技術的科學工作者緊密合作，一定會使我國的醫藥工業走向水平。