微波技术在食品机械的应用.doc

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1、微波技术在食品机械中的应用摘要：早在上个世纪，微波就成为了许多研究人员重点研究的对象，而如今微波随着家庭烹调用微波炉的普遍应用走进了千家万户。而它作为一项新兴技术在食品工业中也扮演着极为重要的角色，本文将介绍微波的概念、以及在食品干燥、杀菌、加热等各个方面的应用及其原理，并探讨将来可能重点研究的方向。关键词：微波、干燥、杀菌、应用一、微波的概念：微波（microwave）是电磁波的一种，波长在1m~1mm，频率为300MHz~300GHz，分为米波、厘米波、毫米波和亚毫米波。由于微波频率范围内的电磁

2、波可以用于通信，为避免干扰，在工业、医学和科研应用上都有特定的频率范围（称为ISM），ISM波段位于433MHz、915MHz和2450MHz。目前应用在我国食品工业中的微波加热设备的固定专用频率为915MHz和2450MHz，其中微波炉一般为2450MHz，应用在工业加工中的常为915MHz。二、微波在食品工业中的主要应用1、微波加热：微波加热是由物质内部分子振荡所引起,也就是说热量是从被加热物料内部产生的,并且微波对物料具有良好的穿透能力,其穿透深度一般为几毫米到几十毫米,可以做到表里一起加热。

3、正因为微波源分布于介质内部,加热均匀,不至于产生“外焦内不熟”或“夹生”现象,有利于保证物料加工质量。同时,由于热量是从内部产生的,内外不存在温度梯度,没有一般加热的热量传输过程,故加热快,预热时间短,热损耗小,热效率较高,一般情况下输入功率的70%以上可转化为热量,加上微波加热惯性很小,有利于自动控制和连续化生产。微波加热可以应用在茶叶的加工技术中，众所周知，我国拥有着悠久的茶文化历史，为提高工作效率，茶区可将微波加热装备应用茶叶的生产加工中，该类装备的核心结构是磁控管，将微波由波导传输器把微波能

4、从磁控管耦合出来,然后送到谐振箱内对茶叶进行加热；装备的干燥室是连续多谐振箱式,对使用微波功率的大小进行灵活调节，谐振箱正面有观察门，可观察谐振箱作业时的工作情况；传输物料的传送装置是一条由传动机构带动运行的无端输送带,用氟塑等织物制成,可耐300℃甚至500℃的高温,用于将茶叶连续送人干燥室内加热,其运行速度可以调节；其次为提供原始能量的电源和微波抑制器（主要为防止微波泄漏）。微波加热技术还可用于冷库融霜，基于节能、智能化除霜的考虑，研究人员提出了利用微波对极性分子的加热效应辅助热氨融霜的方法，旨

5、在保证制冷系统的连续工作，程序可使用PLC编程易于实现自动化生产。此外，还可用于难降解有机废水的处理中，在含酚废水中，活性炭加入量1.0g、微波功率600W、辐射时间3min的条件下，100mg/L初始质量浓度600mg/L的苯酚溶液的去除率可达67.79%；在染料废水中，甲基橙质量浓度305mk/L,微波功率580W、辐射时间10min,活性炭加入量1.2g/L的条件下，废水脱色率为99.63%；在制药废水中，：在初始PH=4,双氧水加入量5mL/L、FeSO4.7HO2加入量3g/L、微波功率为

6、300W、辐射时间7min的条件下，对500mL的医药中间体废水的COD去除率达89.7%......1、微波杀菌：在微波电场中，食品内的极性分子产生定向排列，同时发生剧烈的振动或翻转运动，使食品内部产生热，温度上升。目前对于微波灭菌的机理主要集中在两个方面：热效应理论和非热效应理论。热效应理论：微波由空间直接向生物体辐射，因生物体内部含有导电程度不等的各种体液、极性生物分子、电解质离子以及非极性分子等（即偶极子、如水、核酸、蛋白质等），在微波辐射电磁场的作用下，非极性分子被极化成偶极子、极性分子、

7、电解质离子等，将由无规律的排列变成沿电场方向排列，并随交变电场方向的变动而旋转，由于微波频率，其交变电场的方向变动很快，这种取向运动使偶极子、体内带电胶体颗粒、电解质离子与周围介质产生快速振荡摩擦而产热从而杀灭微生物。同时食品中的微生物细胞在微波场的作用下，其分子被极化并做高频振荡，产生热效应，使细胞内温度升高。温度的快速升高使微生物体内蛋白质等生物大分子变性失活，导致细菌代谢异常，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。而非热效应是指：微波作用过程是交变电磁场对其中水、蛋白质、核酸等极性分子发生作用的

8、过程。一方面使极性分子产生高速取向运动，相互摩擦，导致内部温度急剧升高；另一方面生物分子的化学键受到破坏使微生物细胞内的蛋白质、核酸等分子结构变性或失活，对微生物产生破坏作用。一般粮油制品的货架期比较短，因其含有大量的营养物质，易滋生细菌而腐败变坏，故可引入微波杀菌技术；果蔬品在采摘、运输和加工过程中，不可避免地会受到一些机械损伤，由于细菌和酶的作用会使果蔬很快失去营养价值和市场价值，此时若采用传统的热力杀菌方法，产品经过高温长时间的热处理后，其风味和口感将变差，故利