本发明涉及一种改善连续流动液体饮料灭菌效果的微波灭菌装置，通过五边形微波腔的设计及五边形微波腔内加热管、波导的不同位置设计，比常规矩形腔具有更多的模式数，增强微波腔内的电场强度和电场分布均匀性，保证加热管道内流动液体的温升速率快，温度分布更加均匀。本发明涉及一种改善连续流动液体饮料灭菌效果的微波灭菌系统，加热管的出口温度自动可调，避免物料因过热导致营养价值下降和加热不足造成的灭菌不充分；加热速率快，灭菌效率高，物料营养损失小；可实现余热回收，节约能源，并支持在线清洗液体饮料流经的所有管道。