在过去的几十年中,人们一直在积极讨论“非热”微波辅助微生物灭活机制。这项工作介绍了一种新颖的非侵入式声学测量方法,测量家用微波炉腔体磁控管的工作频率为 fo = 2.45 ± 0.05 GHz(λ o ~ 12.2 cm),并在时间域(0 至 2 分钟)内进行调制。测量结果揭示了腔体磁控管阴极灯丝冷启动预热周期和脉冲宽度调制周期(开启时间、关闭时间和基准周期,其中开启时间减去基准时间 = 占空比)。波形信息用于重建历史微波“非热”均质微生物灭活实验:其中自来水用于模拟微生物悬浮液;冰、碎冰和冰浆混合物用作冷却介质。实验使用文字、图表和照片进行描述。确定了影响悬浮液时间相关温度曲线的四个关键实验参数。首先,当所选工艺时间 > 时间基准时,应为每一秒的微波照射使用腔体磁控管连续波额定功率。其次,由于外部碎冰和冰浆浴的热吸收率不同,它们会产生不同的冷却曲线。此外,外部浴可能会屏蔽悬浮液,从而延缓时间相关的加热曲线。第三,由于周围没有冰块,内部冷却系统要求悬浮液直接暴露在微波照射下。第四,四个独立的水假负载隔离并控制悬浮液的热传递(传导),从而将一部分微波功率从悬浮液中转移出去。使用能量相空间投影将 800 W 时 0.03 至 0.1 kJ ⋅ m −1 的“非热”能量密度与报道的 1050 ± 50 W 时 0.5 至 5 kJ ⋅ m −1 的热微波辅助微生物灭活能量密度进行比较。
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