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            微波設備在食品工業中的應用
            瀏覽次數:次   發布時間:2020-12-24 15:55:16

            隨著微波技術在生產加工行業的應用日益成熟,食品行業中利用微波的熱效應和非熱效應,在微波萃取、微波干燥、微波殺菌、微波膨化和微波滅酶保鮮等方面的應用都有較快的發展。

            微波加熱的原理

            微波是頻率在300兆赫到300千兆赫的電磁波。被加熱介質中的水分子是極性分子,它在快速變化的高頻電磁場的作用下,其極性取向隨著外電場的變化而變化,造成分子的運動和相互摩擦效應。此時微波場的場能轉化為介質內的熱能,使物料溫度上升,產生熱化和膨化等一系列物化過程而達到微波加熱的目的。

            單位體積介質吸收微波功率p=2πfεE2tanδ式中,f為微波頻率(工業加熱的常用頻率為915MHz和2450MHz),E為電場強度,ε為介電常數,tanδ為介電損耗。

            微波加熱的特點

            • 1、加熱迅速
              常規加熱屬于外部加熱,微波加熱則屬于整體加熱。微波是使被加熱物料本身成為發熱體,無需熱傳導過程,即使是熱傳導性較差的物料也可以在極短的時間內達到加熱溫度。
            • 2、加熱均勻
              常規加熱由表往內傳遞熱量,而為了提高加熱速度,需升高外部溫度,從而導致熱梯度過大,容易產生外焦內生的現象。微波加熱時不論形狀如何,微波都能均勻滲透而產生熱能,加熱均勻性好。
            • 3、節能高效
              玻璃、聚乙烯等很少吸收微波,金屬反射微波,這些物質都不能被微波加熱。微波加熱時,被加熱物料一般都是放在用金屬制成的加熱室內,電磁波不能外泄,只能被加熱物體吸收,加熱室內的空氣與相應的容器都不會被加熱,所以熱效率高,節能,與遠紅外相比,節能30%以上。
            • 4、防霉、殺菌、保鮮
              微波熱效應與生物效應能在較低的溫度下迅速殺蟲滅菌,最大限度地保持食品的營養成分和原色澤,并且保持了食品的色、香、味、形。
            • 5、工藝先進、易控制,操作簡單
              微波加熱無需預熱,沒有熱慣性,只要控制微波功率即可實現立即加熱和終止,采用人機界面和PLC自動化控制,一鍵設定,系統全自動。

            微波技術在食品工業中的應用

            • 1、 食品的微波干燥
              如用微波加熱的方法將蔬菜干燥成濕含量低于20%的“干菜”,可比傳統方法效率高十多倍。這種方法不僅適用于蔬菜類的干燥,更適合于海藻類、卡拉膠、瓊脂、年糕、龜苓膏食品的干燥。在顯微鏡下觀察微波干燥過的蔬菜,可發現其組織與新鮮蔬菜的接近程度僅次于冷凍干燥的產品,但其干燥時間比冷凍干燥短。微波也可對油炸類產品進行最終干燥,不僅節省油,還可得到含油率低的清淡味美的食品。
            • 2、 食品的微波膨化
              微波加熱時,物料的排濕和熱量遷移方向、傳熱方向、蒸汽壓遷移方向均一致,即由物料內部指向表面。這種特性有利于物料內部蒸汽的產生和積累,微波加熱速度快,物料內部氣體溫度急劇上升,內部蒸汽的形成速率高于蒸汽的遷移速率,物料出現蒸汽壓梯度,當壓力超過纖維組織結構強度的承受能力,就能通過這種壓力使物料膨化。
            • 3、 食品的微波殺菌、滅霉
              微波殺菌是電磁場的熱效應與生物效應雙重作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變性,使細菌失去營養、繁衍和生存的環境而死亡;微波對細菌的生物效應是微波電場改變了細胞膜斷面的電位分布,從而影響細胞膜的通透性,細菌因此而營養不良,不能正常新陳代謝,生長發育受到抑制而死亡;同時微波還能影響細菌遺傳物質正常的復制、轉移、合成和修飾等活動。
            • 4、 食品的微波殺青
              據食品研究中發現,食品中常見的酶對微波較為敏感,微波加熱速度快,加熱均勻,使物料快速升溫,而且伴有磁場的作用,使酶能在短時間內失去活性,因而可以對茶葉、玫瑰花、金銀花等農產品進行殺青作用,殺青速度快,效果顯著。
            • 5、 食品的微波真空干燥
              微波在真空狀態下,可處理溫度高于40℃時就會變質或降解的物料,因此,可以極大程度的保持熱敏食品的營養成分、色澤、香味等。

            微波在食品行業的其他應用

            • 1、微波與熱空氣聯合干燥
              西紅柿、葡萄、土豆片、胡蘿卜等蔬菜類產品的微波與熱空氣聯合干燥可提高產品的質量,復水性好,皺縮程度低。
            • 2、微波與紅外波聯合烘烤
              香菇燒雞、烤鴨、烤子豬等??上扔梦⒉ㄗ鍪旌笤儆眉t外線烘烤,這樣生產出來的食品外焦內熟,風味好。
            • 3、食品的微波萃取
              微波萃取機理主要是利用微波輻射通過高頻電磁波穿透萃取介質,到達物料內部纖維管束和腺胞系統。由于吸收微波能,細胞內部溫度迅速上升,使細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力,細胞破裂,細胞內有效成分自由流出,在較低的溫度條件下被萃取介質捕獲并溶解。通過進一步過濾和分離,獲得萃取物料。另外,微波所產生的電磁波加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面的擴散速率,縮短了萃取組分分子由物料內部擴散到萃取溶劑界面的時間,從而使萃取速率提高,同時還降低了萃取溫度,保證了萃取質量

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