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第七章 食品的微波处理 张鹰 little_goshawk@主要内容 微波技术的发展历史 7.1 微波技术的发展历史 7.2 微波的性质与加热机理 7.2.1 微波的性质 微波及其特点 微波与介电物质 微波应用系统常用的材料 7.2.2 微波的加热机理及特点 微波加热原理 微波加热特点 微波及其特点 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 微波与介电物质 微波：非电离辐射。当微波在传输过程中遇到不同的材料时，会产生反射、吸收和穿透现象。 介电物质：性能介于导体和绝缘体之间，具有吸收、穿透和反射微波的性能。 微波应用系统常用的材料 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电介质，微波对它们的加热称作介电感应加热(dielectric heating) 产热机制 离子极化 偶极子转向 食品材料的介电特性 .1 微波对食品材料的穿透特性 .2 食品材料对微波的吸收特性 .3 影响材料介电特性的因素 .1 微波对食品材料的穿透特性 该特性用穿透深度（功率传透深度或半功率穿透深度）表示。 功率传透深度：微波功率从材料表面衰减至表面值的1/e（大约37%，e=2.718282)时的距离。 半功率穿透深度：微波功率透入材料后，功率衰减一半的距离。 介电材料不同，因它们的介电常数及介电损耗不同，故微波对它们的穿透能力（深度）也不同。 介电材料的含水量及微波的频率不同，微波对介电材料的穿透能力（深度）也不同。 低温和低频时在食品有较大的穿透深度。P264 .2 食品材料对微波的吸收特性 Pm=0.566εγtanδf E2 ×10-12 Pm----功率密度 W/cm3 εγ --- 介质的介电常数 Tanδ—介质损耗 f ---微波频率, Hz E ----电场强度 ，V/cm 介质的固有介电特性（介电损耗因子ε’’）： εγtanδ 食品材料的介电特性不同，其对微波的吸收特性就不同。 适宜的介电损耗因子10-2ε’’5 .3 影响材料介电特性的因素 1)材料成分 成分不同介电特性（介电常数等）不同。 2）材料的含水量及状态 物料含水量高，则其介电常数及介电损耗大，材料吸收微波能的能力强。 水呈液态时比呈固态（冰）时的介电常数及介电损耗大。 3）材料的温度 温度高则介电常数大，吸收微波能力强。 4）微波频率 微波频率高，材料的介电常数及介电损耗降低。 5）材料的密度 密度大而紧实的物料，因空气少，故介电常数及介电损耗大，吸收微波的能力强，易被微波加热。 微波加热特点 .1 选择加热性 .2 穿透性 .1 微波选择性加热特点 好处： 1. 加热效率高，节约能源，易控制。 2. 可用于较干燥的谷物杀灭害虫。 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。 .2 微波穿透性特点 好处： 1. 实现包装后食品的短时杀菌。 2. 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。 3. 快速解冻。 坏处： 微波加热的穿透性是造成微波加热不均匀(runaway heating)的另一个主要原因之一。 7.3 微波加热系统的组成及选用 7.3.1 微波加热系统的组成 7.3.2 微波频率的选择 7.3.1 微波加热系统的组成 7.3.2 微波频率的选择 目前用于工业微波加热的频率主要有915MHz和2450MHz。 915MHz具有较大穿透深度，获得较大的功率 7.4 微波加热在食品中的应用 7.4.1在食品工业中采用微波加热技术的优缺点 7.4.2微波技术在食品工业中的必威体育精装版发展 7.4.1在食品工业中采用微波加热技术缺点 优点： 加热、干燥速度快，所需时间短 加热效率高 加热过程具有自动平衡性能* 物料加热均匀、产品质量高 设备操作简单，适应性强，且占地面积小，工作环境良好 缺点： 微波加热最主要的缺点是电能消耗大。 7.4.2微波技术在食品工业中的必威体育精装版发展 微波用于食品的解冻和软化 微波用于一些食品的烹调及预加工 微波用于食品物料的干燥(包括真空干燥、冷冻干燥) 微波还可用于食品的杀菌消毒与灭酶 微波用于焙烤与烘烤 微波萃取 微波用于食