第四章食品的微波处理技术资料.ppt

食品保藏原理 主要参考书 1. 曾庆孝主编，芮汉明，李汴生副主编， 食品加工与保藏原理， 北京：化学工业出版社，2002.11 2. 王绍林编著， 微波食品工程， 北京：机械工业出版社，1994.7 3. Decareau R V，Peterson R A， Microwave Processing and Engineering， ELLIS HORWOOD international publishers in science and technology，1986 微波技术的发展历史 微波的性质与加热机理 微波加热在食品工业中的应用 微波加热设备的组成及选用 微波的安全使用及防护 第一节 微波技术的发展历史 1940 Birmingham U. 1945.10.9 Raytheon C. 第一个专利 1947 Raytheon C. 第一台微波炉 RadarangeTM 参见图4-1 第二节 微波的性质与加热机理 微波的性质 微波是频率非常高的电磁波，又称为超高频波，频率大约从300MHz到300GHz*。之所以称为微波，是因为其波长在1mm~1m，比普通的无线电波波长更微小。 *：1GHz = 103 MHz = 109 Hz ISM(Industry Scientific Medical) 食品工业所使用的微波加热设备的频率有915MHz(美国用896MHz)和2450MHz两种，而普通家用微波炉使用的频率则一般为2450MHz。 微波的加热机理 食品工业中所使用的微波设备主要是利用微波的热效应。食品中的水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物等都属于介电材料(dielectric material)，微波对它们的加热称作介电感应加热(dielectric heating)。 参见图4-2、4-3 微波加热的特性 (一) 选择性 (二) 穿透性 (一) 选择性 在微波场中，各电介质吸收微波而产生的热能可用下式表示： 式中: P：在单位时间(1s)内，单位体积电介质(1cm3)吸收微波所产生的热能(W·cm-3) f ：微波频率(Hz) E：电极间电场强度(V·cm-1) ε：电介质的介电常数 δ：电介质的损失角(导电率) 参见表4-1 tanδ：电介质的有效损耗正切 dielectric loss factor (ε. tanδ)是每种介电材料所固有的性质，称为损耗因数或介电损失 微波的选择性加热给微波加热的好处和坏处 好处： 加热效率高，节约能源，易控制； 可用于干燥谷物的杀虫。 坏处： 微波的选择性加热是造成微波加热不均匀(runaway heating)的主要原因之一。 为了克服微波的选择性加热所带来的加热不均匀，方法主要有以下几点： 要了解被加热物体的电容特性； 按照半衰深度的大小，将食品进行分割； 改进容器，克服棱角效应； 流体食品可结合搅拌方法； 可结合远红外、热风加热等方式。 (二) 穿透性 假设P0为电介质表面的入射电场，P为某一穿透深度D时的电场，则有如下关系存在： 式中： D：微波的穿透深度(m) λ：所用微波的波长(m) ε：被加热物体的的介电常数 tanδ：被加热物体的导电率 由上两式可知道穿透深度D也是ε和tanδ的函数，受被加热物体性质、温度、状态的影响。 参见表4-2 微波的穿透性对于微波加热的好处和坏处 好处： 实现包装后食品的短时杀菌。 加热时间短，干燥速度快，而且对有些食品还能起到特有的膨化效果。 快速解冻。