工业微波设备在食品行业中的应用
时间:2020-07-12 阅读:859
能够吸收微波能转化为热能的物质,通常称为微波介质。由于组成微波介质的分子基本上都是极性分子,所以微波对介质的加热机理主要是分子极化加热。所谓的极性分子,又称为电偶极子或偶极子,在无外加电场作用时,极性分子的热运动使其排列杂乱无章,极性分子的极性相互抵消,物质整体对外呈现电中性。
如果将极性分子物质置于电场中,在电场作用下,极性分子就会按电场的方向排列,这种现象称为极性分子的转向极化。
电场越强极化作用越强,当电场消失后,极性分子又恢复为常态(杂乱无章的无序排列);当电场方向改变时,极性分子也随之改变方向(按相反方向有序排列);当电场方向反复变化时,极性分子也会随之反复变化方向极性分子在外加电场作用下进行摆动过程中,极性分子间将产生碰撞和摩擦:若外加电场的变化频率很高,则极性分子间的碰撞和摩擦将加剧,从而产生热。
极性分子的高速摆动,自身也将产生热:即极性分子在外加电场作用下进行的这种摆动,把电场能转化为热能。如果将极性分子物质置于变化频率为2450MHz电场中,则极性分子将以每秒钟24.5亿次的速度摆动,产生大量的运动热和碰撞摩擦热,实现了将微波的电场能转化为热能:这就是介质吸收微波能进行加热的机理。
由以上分析可见,利用微波对介质进行加热,介质所产生的热量是与介质本身的性质、微波的电场强度以及微波的频率等因素有关。
微波加热的特点
微波加热与传统的加热方式有着明显的差别。
微波加热时,微波进入到物质内部,微波电磁场与物质相互作用,使电磁场能量转化为物质的热能,是体积性加热,温度梯度是内高外低;而传统的加热方式是外部热源通过热辐射、传导、对流的方式,把热量传到被加热物质的表面,使其表面温度升高,再依靠传导使热量由外部传至内部,温度梯度是外高内低。
微波热处理与普通热处理还有一个显著的不同是在微波热处理中,物质总是处在微波电磁场中, 内部粒子的运动,除像普通热处理那样遵循热力学规律之外,还要受到电磁场的影响,温度越高,离子活性越大,受电磁场的影响越强烈。
微波加热有以下优点:
1、加热迅速,省时省电:利用微波加热时,食物内、外同时发热,故微波加热比传统加热要快,省时省电。
2、加热均匀:由于微波的透射作用,它能深入到介质的内部,使其内、外同时加热。故不会出现传统加热外焦、内生的现象。
3、整个加热过程清洁卫生:利用微波加热不会产生烟尘等二次污染,故整个烹饪过程清洁卫生,并且不影响环境温度。
4、烹饪的食品质量好:由于微波加热时间短,可以Z大限度保留食品中的维生素等营养成分,能较好保持食品的色、香、味、质。
另外,微波加热过程容易控制,使用操作方便,安全可靠。
微波加热在食品加工中的应用
微波加热技术是一种使物料内部干燥灭菌的技术,它能对物体进行穿透式的加热,通过水分子震荡产生热量,比传统加热方式的速度快10倍~20倍。微波加热具有就地加热、选择性加热、场强高温、高频高温、穿透力强、安全性高的特点。
微波加热技术可应用于肉及肉制品、禽、蛋及蛋制品、鱼、贝、蔬菜制品、果汁、果酱、豆乳、大豆浓缩物、奶及奶制品、调味品等领域,应用范围比较广泛。
微波加工对食品营养成分的影响一直都是人们关注的问题,国内外许多科技工作者对此做了大量的研究工作。
1、对维生素的影响:
由于微波加热的时间短,对维生素的破坏要明显小于传统的加热工艺,尤其对于维生素B1、B6、VC等热敏性维生素更是有效。
由于组成微波介质的分子基本上都是极性分子,所以微波对介质的加热机理主要是分子极化加热。微波加热时,微波进入到物质内部,微波电磁场与物质相互作用,使电磁场能量转化为物质的热能,是体积性加热,温度梯度是内高外低;…