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微波促进食品工业的发展

时间:2008-08-19 06:18:06  浏览:        

微波技术的应用为工业加热提供了一种新的加热方式,这种加热的方式在工业、农业、化工、医疗等方面都得到广泛应用。一是利用其热效应,主要用于食品、药材、农副土特产品、木材、纸板、化工工业产品等加热干燥。二是利用其生物效应,对食品、药材、农副土产品等的低温杀菌、防霉保鲜,白酒的催陈、醇化,中止发酵,育种等。微波加热作为当今高新技术,早已从实验室走向生产实用从阶段,前景十分广阔。

1 微波加热干燥、杀菌机理
  微波是频率从300MHz~300GMHz的电磁波,其方向和大小随时间作周期性变化。微波与物料直接作用,将超高频电磁波转化为热能的过程即为微波加热过程。水是强烈吸收微波的物质,物料中的水分子是极性分子,在微波作用下,其极性取向随着外电磁场的变化而变化,915MHz的微波可使水分子每秒运动18.3亿次,致使分子急剧磨擦、碰撞,使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到微波加热目的。

 

微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应是使蛋白质变性,使细菌失去营养、繁殖和生存的条件而死亡;生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布,影响细胞周围电子和离子浓度,从而改变细胞膜的通透性能,细菌因此营养不良,不能正常新陈代谢,细菌结构功能紊乱,生长发育受到抑制而死亡。此外,决定细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸(RNA)和脱氧核糖酸(DNA),是由若干氢键紧密连接而成的卷曲形大分子。足够强的微波场可以导致氢键松驰、断裂和重组,从而诱发遗传基因突变,或染色体畸变,甚至断裂。微波灭菌正是利用了电磁场的热效应和生物效应对生物的破坏作用,因此,微波杀菌温度低于常规方法,仅要70~105℃,时间约90~180s。

  从图3可见,微波杀菌要有三个阶段,第一阶段是迅速升温,达到预定杀菌温度,此段宜用较强的均匀能量密度;第二阶段是保温过程,使杀菌物料的温度处于均衡的过程,第三阶段是自然或强制冷却过程。

2 微波加热干燥、杀菌特点

                      

      1  加热迅速、均匀
  不需热传导过程,它能在瞬间穿透到被加热物料中,穿透深度可达几厘米,甚至十几厘米,甚至十几厘米,数秒到数分钟就能把微波转换为热能。微波具有选择加热,将使加热更均匀。

      2 节能高效
  由于含有水份的物质极易吸收微波而发热,因此,除少量的传输损耗外几乎无其它损耗。微波加热与远红外加热相比,节约能量1/3~1/2。

      3  防霉杀菌保鲜
       微波加热具有热力效应和生物效应,因此,能在较低温度下杀霉菌和细菌;能最大限度地保存物料的活性和食品中的维生素、色泽和营养成份。

      4 工艺先进,可连续生产
      只要控制微波功率即可实现加热或终止。它有完善的传送系统,可确保连续化生产,节省劳力。

      5 安全无害
       由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波管中工作,所以微波泄漏被有效地抑制。没有放射线危害及有害气体排放,不产生余热,既不污染食物,也不污染环境。

      6 设备占地小、改善劳动条件 

3 微波能促进食品工业发展
  从二十世纪40年代美国雷声公司制造第一台微波炉,到五六十年代,伴随着大功率磁控管的研制成功,美国几家公司分别研制出隧道式、曲折波导等多种加热器,国外在微波能的应用上掀起起了一场新的“能源革命行动”。如用微波与热空气或饱和蒸汽相结合应用于鱼、肉、禽类的“回温”解冻,食品干燥、膨化和肉类预烹调等。美国微波干燥公司研制的915MHz、60KW的通心面干燥机每小时加工通心面4000磅,而细菌含量仅为原来的1/15,该机比传统热风干燥节能25%。日本利用915MHz、25KW和2450MHz、10KW微波设备干燥中式快速成面,还可对苗片、洋葱片加工。产品的色泽、口味、口感都比传统的方法好。据有关统计,1976年日本东芝公司用于糕点、米面等食品杀菌的微波功率占工业微波总容量的34%。

  
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