中圖分類號：S816.9　文獻標識碼：C　文章編號：1005－8613（2007）04－0015－02

[摘要]隨著微波技術(shù)相關(guān)研究的日益深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷延伸，如何將微波能引入飼料產(chǎn)業(yè)成為了業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。本文結(jié)合微波能的原理和特點，對其在飼料產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景及面臨的問題進行了分析探討。

[關(guān)鍵詞]微波　飼料　應(yīng)用

微波能是在第二次世界大戰(zhàn)后伴隨雷達技術(shù)而發(fā)展、成熟起來的。當美國雷達工程師斯賓塞站在磁控管前時，發(fā)現(xiàn)他口袋里巧克力塊已融化，查找原因后發(fā)現(xiàn)是電子管產(chǎn)生微波對物質(zhì)作用所引起。隨后，1946年斯賓塞研制臺微波爐取得，1955年家用微波爐首次上市。如今微波能已被廣泛應(yīng)用于食品、橡膠、紡織、陶瓷、冶金、醫(yī)療和有機合成等行業(yè)中。在我國飼料產(chǎn)業(yè)相關(guān)應(yīng)用雖然不多，但微波能作為一種新型便捷、高效型能源，為飼料產(chǎn)業(yè)及畜牧業(yè)的發(fā)展提供了新的技術(shù)手段。

微波是指頻率在300MHz到3000GHz（波長1m～0.1mm）的高頻電磁波。在微波電磁場中，物料中的極性分子從隨機分布狀態(tài)轉(zhuǎn)為依電場方向擺動并取向排列。其擺動頻率與電場變化頻率一致，擺動振幅與電場強度成正相關(guān)。由于極性分子熱運動及分子間作用力會對擺動產(chǎn)生極大的阻力，從而產(chǎn)生類似摩擦的效應(yīng)，部分能量便以熱能的形式釋放，使物料迅速升溫，即熱效應(yīng)。與此同時，物料中生物的高分子可動性基團、極性基團和離子等也都處于劇烈振動狀態(tài)，于是引起蛋白質(zhì)、核酸和生物活性物質(zhì)部分結(jié)構(gòu)改變，發(fā)生變性，此稱生物效應(yīng)。微波處理時，熱效應(yīng)和生物效應(yīng)相輔相成。微波能具有穿透力強、加熱均勻、節(jié)能高效、相對安全、宜規(guī)�；�生產(chǎn)等特點，這是其他常規(guī)能源所不能比擬的。

2.1　在原料加工處理中的應(yīng)用

長期以來，我國飼料工業(yè)主要依靠玉米作為能量飼料。而玉米屬晚秋作物，收獲后水分含量偏高，傳統(tǒng)的干燥工藝對溫度和時間的要求非常嚴格，操作較為繁瑣且效果不佳，在運輸和倉儲過程中損失較大。而微波加熱均勻，不需傳熱，瞬間可達高溫，熱能利用率高。于秀榮、吳存榮（2004）對玉米的微波干燥工藝參數(shù)進行了探討。朱德泉、王繼先（2006）等采用微波能干燥玉米的試驗研究表明，保持功率0.2W/g、溫度40.0℃、風速45m/min時效果*佳且節(jié)約能耗。其他飼料原料經(jīng)微波處理也可獲得較為理想的效果，嚴梅榮、馬云（2002）研究表明利用微波加熱米糠可以提高其儲藏性能。張和平（1990）證實用微波處理米糠替代日糧中40％玉米，對肉仔雞增重效果顯著高于未處理米糠組及普通熱處理組。這些研究為利用微波能加工處理飼料原料提供了參考依據(jù)。

2.2　在飼料及原料的分析測定中的應(yīng)用

飼料及原料的營養(yǎng)成分測定與品質(zhì)評價，是飼料生產(chǎn)及銷售過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。但傳統(tǒng)的測定方法較耗時耗力，微波能的發(fā)展為我們更快捷、準確地獲得測定數(shù)值提供了技術(shù)手段。邵悅、齊鳳媛等（2003）證實利用微波加熱法測定飼料中的水分，取樣3～4g，采用720W輸出功率，加熱4～5min測試效果*佳，且精密度高于傳統(tǒng)的干燥箱法。王峰、乙小娟等（2006）利用微波灰化法對飼料中的灰分進行了測定。馮婭、陳紅等（2006）以微波水解法進行飼料中氨基酸含量測定的前處理，其測定結(jié)果較常規(guī)水解法更準確。此外，關(guān)于微波能消解飼料，分析檢測粗纖維、鈣、磷及部分微量元素的研究，均取得了較好的實驗結(jié)果。

2.3　在飼料生產(chǎn)加工中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的壓制顆粒工藝普遍采用蒸汽調(diào)質(zhì)，對物料水分、蒸汽壓力、調(diào)制時間要求較高，操作稍有不當不僅會降低顆粒料質(zhì)量與產(chǎn)量，且易損耗機器設(shè)備。如能將微波能應(yīng)用于制粒過程，則可為上述問題的改善與解決提供新的思路。微波具有較強的殺菌作用，將其應(yīng)用于飼料加工或干燥過程中可以提高飼料的儲藏性能，且可在一定程度上優(yōu)化飼料品質(zhì)。過世東（1996）研究表明，微波能用于顆粒料干燥、改善耐水性及殺菌等方面的效果均優(yōu)于常規(guī)處理方法。

2.4　飼料產(chǎn)業(yè)中的其他應(yīng)用

由于微波能在促進化學(xué)反應(yīng)進程方面獨具優(yōu)勢，其在飼料產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究也日益廣泛。梁柏林、周民杰（2006）以雞羽毛為原料利用微波水解法提取復(fù)合氨基酸，轉(zhuǎn)化率較傳統(tǒng)方法高3.58％，水解時間也明顯縮短。陳翠蓮、袁東星等（1999）用微波萃取飼料添加劑中的維生素A、D、E，回收率均高于90％，且萃取時間僅需5min。張聯(lián)英、曾名勇（2005）初步探討了微波能在魚皮膠原蛋白提取中的應(yīng)用。微波技術(shù)的發(fā)展為更好地開發(fā)飼料資源，利用畜牧業(yè)廢棄物得到高附加值產(chǎn)品提供了技術(shù)手段及方法。

3.1　基礎(chǔ)理論有待完善

微波應(yīng)用于殺菌，是近幾年才發(fā)展起來的一項技術(shù)，其作用機理尚無定論。世界上已經(jīng)有許多國家嘗試過用微波能量輻射對病菌進行消毒殺菌的試驗，結(jié)論是在一定量的微波能量輻射下1～6min，幾乎可以殺滅所有病菌。有研究者認為，微波殺菌是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的共同結(jié)果，且后者為細菌致死的主導(dǎo)因素，這打破了常規(guī)加熱殺菌以熱力為主宰力量的格局。因此，應(yīng)深入研究微波殺菌機理，使之形成成熟的理論體系。

3.2　營養(yǎng)物質(zhì)損失率

物料經(jīng)微波處理后營養(yǎng)成分的損失率一直是公眾關(guān)心的焦點問題。Decareau曾于1992年報道了微波處理后的食品中VB₁、VB₂、VC變化情況，國內(nèi)科研人員也研究了微波加工對肉類食品中VB₁和VB₂的影響以及微波處理后的食品和糧食中VE、VC、脂肪酸、蛋白質(zhì)等養(yǎng)分的變化，研究結(jié)果均表明微波處理雖會使這些成分減少，但與傳統(tǒng)的加工方法相比，營養(yǎng)成分仍有較多的保留。這為微波能在飼料產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

3.3　相關(guān)參數(shù)及工藝流程

微波熱效應(yīng)主要作用于物料中的極性分子，特別是水分子。由于水分子對微波的吸收，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量較低的部位，利用這一特點可以做到均勻加熱和均勻干燥。但值得注意的是有些物質(zhì)當溫度愈高，吸收性愈好，容易造成局部過熱，甚至炭化。在實際生產(chǎn)中，還應(yīng)注意探討不同物料微波加熱的具體參數(shù)，以制定合理的工藝流程。

3.4　能耗問題

微波設(shè)備的能耗問題一直備受關(guān)注。由于微波能具有選擇加熱的特點，目標物料可吸收微波生熱，而加熱室內(nèi)的空氣與相應(yīng)的容器均不發(fā)熱，因此熱效率極高。美國OakRidge國家實驗室科研人員評價了微波預(yù)處理原木或木片制備紙漿，在保持相同的紙漿卡伯值及強度情況下，能耗節(jié)約近30％。有研究表明，微波加熱不但速度比傳統(tǒng)蒸汽烘干工藝快20～30倍，且能耗低17％以上。因此，將微波能代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱處理方法應(yīng)用于飼料工業(yè)，既可降低能耗又可提高生產(chǎn)效率。

3.5　微波泄漏問題

微波泄露問題，也是人們普遍關(guān)注的焦點，但相關(guān)研究表明，微波泄露在空間傳播時，它的衰竭程度與離微波設(shè)備距離的平方成反比，假如在微波設(shè)備進、出口處微波爐泄露量為10mW/㎡，那么在1m以外空間的強度僅為0.001mW/㎡。理論和實驗結(jié)果表明，人體受微波照射的容許強度約100mW/㎡。而我國的《微波輻射暫行衛(wèi)生辦法標準》中規(guī)定:微波設(shè)備出廠前，距設(shè)備外殼5cm處，漏能不得超過1mW/c㎡，即保證0.5m以外的人員操作位置功率低于50μW/㎡。因此只要按照國家有關(guān)標準嚴格控制微波設(shè)備進、出料口和操作區(qū)等范圍內(nèi)的微波泄露量，安裝微波超量泄漏報警裝置，并做好個人防護，則可有效避免微波泄漏對人體造成的傷害。

微波技術(shù)在我國發(fā)展已有近30年歷史，其應(yīng)用是一項集材料學(xué)、電子學(xué)、熱力學(xué)、機電學(xué)、程控學(xué)和分析化學(xué)等為一體的綜合性學(xué)科。從世界各國研究動向來看，微波能必將會得到廣泛應(yīng)用。在飼料產(chǎn)業(yè)中，微波能的應(yīng)用在理論上具有可行性，但由于在國內(nèi)仍處于專用設(shè)備研究和設(shè)計階段，目前只能小批量實驗，從技術(shù)和工藝兩方面看，要完全運用到實踐中，還需要做進一步研究。