微波加热技术与食品工业

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1、:第23卷第6期陈中等微波加热技术与食品工业微波加热技术与食‘品工业陈中彭志英,,51(华南理工大学食品科学与工程系广州0641)摘要叙述了微波加热技术在食,、品工业上的应用情况介绍了微波加热技术的原理特性及使用时的特点,并对其发展前景作出。了评价关键词微波微波加热技术微波加热技术作为食品工业上近年来E电极间电场强度;,,—出现的许多新技术之一虽然应用起步较晚。电介;质的介电常数,—;但发展迅速我国现在正兴起利用微波加热占电介质的损失角(导电率)。—。目前食品工业中所使n技术加工食品的热潮ta占电介质的有

2、效损耗正切,—用的微波设备其原理主要是利用微波的热可以看出式(1)中f和E为微波场的性。,,·效应。tan微波是一种高频电磁波当食品处于高能参数而(韵为每种电介质所固有的,,。频率变化的微波场中时在微波的高频率变性质称为损失系数(损耗因数)或介电损失化电场作用下,食品中的水、蛋白质、脂肪、碳由于各物质损失系数的差异,使微波具有选,引起,,水化合物等成分的分子快速来回转动择加热性的特点即不同物质在相同微波场强,,。烈地摩擦而产生热这就是微波的介电感中加热时所产生的热量不同对于食品来eeetrieeatin。

3、,。应加热(dilhg)效应说含水量对微波加热的效果影响很大因为,而蛋、水的介电常数较大白质淀粉等的介电1微波加热技术,常数相对较小即后者对微波的吸收能力比.11微波加热的特性水小得多。..111选择加热性1.1.2穿透性微波可以加热食品中的水、蛋白质、脂微波比起其他用于辐射加热的电磁波,、,肪碳水化合物等成分但物质不同产生的热如红外线、远红外线等波长更长,因此具有更。,效果不同在微波场中各电介质吸收微波而好的穿透性。假设尸。为电介质表面的人射电产生的热能可用下式表示。场,尸为某一穿透深度D时的电场,则有

4、如.··Z·c··一‘2:P=05561fEtan占10下关系存在P=P。e一ZaD(2)(1)a二。tanZ1/2‘厂2=(2/几){(/2)「(1+a)一1)]}其中(3),尸在单位时间内单位体积电介质其中—;;吸收微波所产生的热能D微波的穿透深度f微波频率;几—所用微波的波长;——:,:收稿时间1997一07一21改回时间1997一09一29食品与发酵工业FoodandFermezzta一lonIndustrlesVol.23入0.6,。:;一一被加热物体的的介电常数境改善了劳动条件。.tand被加

5、热物体的导电率微波加热尽管有上述这些优点但它也由式一(2)和了3)可见穿透深度D也是C有缺点。除了因微波加热的选择性和穿透性,、runaaeatn,和tan占的函数因此受被加热物体性质温造成的加热不均匀(wyhig)外它、。最主要的缺点是电能消耗大。度状态的影响考虑到成本问.,12微波加热应用于食品工业时的特点题可采用微波加热法和其它加热方式相结微波加热和食品工业中其他的加热方式合的形式。,归:相比较纳起来主要有以下特点2食品工业中所采用的微波加热设备(..121加热速度快、所需的时间短由于微波能够深人到

6、物料的内表面,而2.1微波加热设备的结构不只靠物料本身的热传导.因此可大大加快概括起来说,微波加热设备具有以下几.加热的速度.听需加热时间只是一般方法的个共同点:(1)都是用微波照射食品从而达1c:/10到1门0就足以完成整个加热过程另到加热食品的目的(2)都有基本的炉腔结。;,外微波加热还可适用于自动化连续生产构(3、炉腔内都有微波搅拌或分散的装置LZ·2加热效率高从而使加热均匀;(4)炉腔内都有照明的装,.置且不;、微波加热是在物料的内部进行并只对会造成能量损耗5)炉腔上都有连特定的需要加热的物体进行

7、加热产生微波接微波源的导管,且不会造成微波泄漏。由此的装置本身并不产生热辐射.因而热损失少,现在较普遍使用的微波加热设备主要包括以。:,、热效率可高达60%以上下几个部分(1)产生微波部分主要由电源..123加热过程具有自动平衡性能微波管或微波发生器、微波导管等;(2)炉体当频率和电场强度一定时,物料在加热或炉腔部分,用可反射微波的材料制成,能产,。过程;中对微波功率的吸收主要决定于物质生微波谐振炉内还有微波搅动或分散装置,。,;的损耗因数不同物质的损耗因数是不同的(3)密封门部分可防止微波泄漏(4)操作

8、控,例如水的损耗因数比干物质大水分多的时制部分包括安全连锁装置。,,。候吸收能量也多水分蒸发就快因此微波2.2微波加热器分类,目能不会集中在已干的物质部分避免了已干前在食品工业中具体使用的微波加热物质的过热现象,具有自动平衡的性能。设备可分为,即驻波场谐振腔型加热四大类..124物料加热均匀、产品质量高器、行波场波导型加热器、辐射型加热器和慢由于微波加热过程是物料内部直接的加波型加热器。热,除了加热速度快之外,还可避免一般加热