微波技术在膨化食品加工中的应用.pdf

微波技术在膨化食品加工中的应用 肖子亚 ( 安徽省阜 南县袁集镇农业综合服务站) 曹发海 ( 安徽省农业机械技术推广总站) 朱德泉 ( 安徽省农业大学) 摘要 分 析 阐述 了膨化 食 品加 工 工艺 流程 、微 波 加热 的原 理 、微 波 加热 系统 的基 本组 成 以及 微波 对食 品膨化 的作 用机 理 和应 用前景 。 关键词 微波加热食 品膨化 微波技 术作为一种新型 的加热技 术 ，在食 品的干制、烫漂、解冻、杀虫、杀菌等领域 已 得到广泛的应用 ，而 目前将微波技 术应用于食 品膨化加工过程 的研究 尚不多见 。由于微波加 热是使被加热物体成为发热体 ，微波从 四面八 方穿过食 品，食 品内外 同时加热 ，既不需要加 热介质 ，也不利 用对流 ，食 品内外 的温度 同时 上升 ，加热速度快而均匀 ，并能较好地保 留食 品中的营养物质及食 品原有 的色、香、味 ，有 利于提高膨化颗粒食 品的质量 。因此 ，利 用微 波技术对常规加热 方式 ( 热水 、蒸汽 、电阻丝 和 电感应等加热法 )进行改进 ，具有重要 的应 用研 究价 值 。 l 膨化食品加工工艺流程 物 料 经预 处理( 粉 碎 、调 湿 、预 热 、混 合 ) 后在 膨 化 机 内 随螺杆 旋 转 ，不 断 受 到挤 压、剪切和摩擦作 用，使其 温度 和压力逐渐升 高 ，再经微波加热器加热 ，在 阻力模板 处温度 达 1 2 01 7 0 ，压力达3 1 0 MP a，迫使物 料从模头 的模 孔中连续射 出出料 口 ( 出料 口与 大气相通 ，处于常温常压状 态) ，在 此瞬 间卸 压 ，物料膨爆 ，水分快速 蒸发 ，脱水凝 固，即 “ 闪蒸膨胀” 。物料在 出料斗被 切刀切断 ，便 得 到膨化食 品。见 图 1 。 图 l 颗 粒 食 品 膨 化 工 艺 流 程 图 行 家 舅 研 论 文 现 代 壶 装 备M 0 D E R N A o R IC U L T U R A L E 。 U IP M E N T s 膨 化 食 品 言 膨 化 一 一 一 一 一 一 调 质 混 合 搅 拌 一 维普资讯 2 微波加热原理 微波是 波长 范围为0 00 1 1 m ，频率 范 围为3 01 0 3 01 0 MHz，具有 穿透 特 性 的 电磁波 ，常 用的微波频 率为 9 1 5 MHZ 和2 4 5 0 MHz 。微波 加热技 术是一 种新 的加 热 方 式， 它 依靠 以每秒 几亿次速 度进 行周期 变 化的微波透入物料 内，与物料的极性分子相互 作用 ，物料中的极性( 如水 分子)吸收了微 波 能以后 ，改变 其原有的分子结构 ，亦以同样的 速度作 电场极 性运动 ，使分子彼此 间频繁碰撞 而产生 了大量的摩擦热 ，从而使物料 内各部分 在同一瞬 间获得热能而升温 。由于在微波辐射 下介质 的热效应是 内部整体加热 的，即理论上 所谓 的 “ 无温度梯 度加热 ” ， 介 质 内部基本 上不存在热传导现象 ，因此 ，微波可相 当均 匀 地加热介质 。微波加热技术与传统加热方法相 比，有如下特性 ：穿透力强、热惯性小、呈现 选择加热特性 ，具有反射性和透射性 。总之 ， 微 波透 入 物料 内 ，与 物料 的极 性 分子 相 互作 用 ，使其 极性 取 向随 着外 电磁场 的变 化 而变 化 ，致使 分子 急剧摩擦 、碰撞 ，使物料 内各 部 分在 同一 瞬间获得热量 而升温 。 3 微波加热系统 微波 加热 系统主要 由直流 电源 、微波 发生 器 、波导 管、微波加热器 等组成 。见图2。 电 源 熬波 导 管 自 图2 微 波 加 热 系统 示 意 图 磁控管 和微波 电源 的主要作 用是产生所需 要 的微波能 量 ；微波 管产生的微 波通 过波导管 无损 耗地 传输到微 波加 热器 中 ；微波加热器是 实现物料与微波相互作用的空间，微波能量在此 转化为被加热物料的内能 ，使物料温度升高 。 4 微波 加热 的优点 4 1 升温速 度快 、热 能利用率高 常 规加热 法 ( 热 水、蒸汽、 电阻丝和 电感 应等加热 法)热 源在外部 ，物料 内部 的温 度升 高 是 由表及里 ，即在其表面热 了以后，主要依 靠热传导 到内部的 ，由于 介质为不 良导体 ，故 传热 很慢。微 波加热过程是微波能量与 目标物 质相 互作用被吸收而产生热能 的过程 ，在这个 过程中 ，微波能够深入到物料 内部而不靠物 体 本身的热传导进行加热 ，通过微波能与物料直 接 相互作用 ，使表面与 内部一起加热 ，温度升 高的速度快 ，加热均匀 ，所需 的时间非常 短 ， 仅需常规加热方法 时间的几分之一 或几十分之 一 ，而且微波加热设备本身不耗热 ，热能 绝大 部分( 8 5 以上 )都 作 用在物 料 上 ，热 效率 高 ，节约 能源 ，一般可 节 电3 5 5 5 。 4 2 杀菌 、保鲜 、产 品质量 高 微波可透入被加热物料 内部 ，使物 料表面 与 内部 的温度 同时升高 ，故 加热 均匀 ，表里一 致 。与传统干燥方法相 比 ，不但加热效率高 ， 加热 时间短 ，而且 处理 温度低 ，能够较好地保 持物料 中原 有物质 成分 ，较好地保持物料 中原 有 的色 、香 、味和营 养物质含 量 ，同时具有独 特 的杀菌 优势 ，有利于 提高膨化食 品质量和产 品贮藏期 。 微 波杀菌 是微波热效应和 生物效应共 同作 用的结果 。微波在细菌膜断面 的电位分布 影响 细胞膜周 围电子和离子浓度 ，从而改变了细胞 膜 的通透性能 ，细菌 因此营养 不 良，不能正常 新 陈代谢 ，生长发育受 阻而死 亡 。从生化角度 来看 ，细菌 正常 生长和繁殖的核酸 ( RNA) 和脱 行 家 翱 研 论 文 现 代 农 业 装 备蚕E R N A R lC U L T U R A L E o U lP M E N T s 维普资讯 现 代 C A P P 技 术 张玉霞( 广东技术师范学院) 摘要CAPP是先进 制造 系统的技术基础之一 。本文综合 国内外概况对CAP P的类型及工 作原理 、CAP P发展概况 、新技术作简要的总结 。 关键词CAPP 检索式CAP P 派生式CAPP 创成式CAP P 知识基CAPP 并行CAP P 分布式CAP P 计 算机 辅 助工 艺 过程 设 计 ( Co m Put e r Ai d e d P r o c e s s P l a nni ng ，简称 CAP P ) ， 是指机械 产品零件制造 工艺过程 的计 算机辅 助 设计及工艺信息管理 。CA P P 能迅速编制出完整 氧核糖核酸( DNA) 是 由若干氢键紧密连接而成 的卷曲大分子 ，微波导致氢键 松驰、断裂和重 组 ，从而诱发遗 传基 因或染色体畸变 ，甚至断 裂 。微波杀菌正是利用 电磁场效应和 生物效应 对微生物 的杀灭作用 。实践证 明采 用微波装置 在杀菌温度 、杀菌 时间、产 品品质保持、产 品 保质期 及节能方面都 有 明显 的优 势 。 4 3 易于 自动控 制 利 用微波加热 ，无升温过程 ，开机数分钟 就可 正常运转 ，如停机 ，只需切 断 电源 ，物 料 加热情况立 即无惰性地停止 ，不存在 “ 余热 ” 现 象。通过 调整输 出功率 ，物 料的加热情 况可 以随时改变 ；也可与计 算机 等组成 流水线 ，便 于连 续生产和实现 自动化控制 ，提高劳动生产 率 ，改善劳动条件 ；微波干燥设备可 以根据需 要 做 得 小 一 些 。 而详尽 的工艺文件 ，大大提 高了工艺人员 的工 作效率 ，可 以获得符合企业 实际条件 的优化工 艺方案 ，给 出合理 的工作定额和 材料 消耗。 近年来 ，随着计算机 集成制造 系统( CI MS J 、 5 结束语 微 波技 术作 为一种现代高新技术 ，以其独 特 的加热 特 点和 干 燥机 理 ，在 食 品杀 菌 与 保 鲜 、膨化 食 品加工、农产 品干燥等应 用领 域 ， 有值 得深入研究 的价值 ，应 用前景 十分广阔 。 但 在 研 究微 波技 术 对 膨化 食 品 加工 作 用 的同 时 ，为了兼顾杀菌效果和保持食 品原有品质 ， 应辅以数学方法 ，如利 用数理统计 方法对 试验 结果进行分析 ，选择最 优工 艺参数 ，提高食 品 质量 ，特别是对食 品的介 电特性 、透入性 能、 微波功率 、