食品加工与保藏原理（ 第二版） 教学课件 作者 曾庆孝 主编 芮汉明李汴生 副主编 第七章 食品的微波处理.pptVIP

尚辅网 尚辅网 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6-1 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6-2、6-3 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6-1 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6-2 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。 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。 为了克服微波穿透性带来的加热不均匀，主要有以下方法： 使微波从各个方向照射被加热物体； 参见图6-4 承载被加热物体的托盘采用微波穿透性好的材料，并且可以旋转； 微波炉炉壁和炉底采用可反射微波的材料； 被加热物体的厚度应在半衰深度的2倍左右。 runaway heating 微波加热最大的问题就是加热不均匀。造成的原因主要有以下几点： 微波加热的选择性。在相同的微波场中，不同的食品材料以及这些材料温度、状态的不同，都