食品的微波与远红外加工技术课件

第九章食品微波与远红外加工技术，1、PPT学习交流，2、PPT学习交流，9.1概况，微波技术发展历史：微波技术发现可追溯到二战时期雷达发明。 微波加热技术在食品工业中的应用，在1945年美国雷电公司职工珀西佩恩斯雷达试验时，发现口袋中糖果偶尔被泄漏的微波熔化，并经过实验研究，申请了世界上微波应用于食品加热的专利3、PPT学习交流电，微波一般指波长为1mmlm范围(与其对应的频率为300300000MHz )的电磁波。 微波传统应用于雷达、通信、测量等传递微波信息的媒介。 近年来，除了传统的微波应用不断发展之外，微波作为能源技术也得到了迅速发展，微波已经广泛应用于物体的加热和干燥等方面。 为了防止民用微波技术干扰军用雷达和通信广播，国际上对农业、科学和医学等民用微波规定了433.92MHz、915MHz、2375MHz和2450MHz四个频带。 目前，915MHz和2450MHz2两个频率广泛应用于微波加热。 4、PPT学习交流、5、PPT学习交流、9.2微波加热的原理和特点，食品微波加工技术的原理主要利用其热效应。 食品中的水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物等都是电介质，微波对它们进行加热称为电介质感应加热。 由于水分子的特殊结构，是微波引起食品材料发热的主要成分。 另一方面，微波加热的基本原理，6，PPT学习交流，微波加热的原理，如常用微波炉的频率达到2450MHz，相当于使水分子每秒180度左右旋转24.5亿次，引起水分子间的强摩擦，加剧分子的热运动，这就是微波加热的原理。 7、PPT学习交流，1 .加热速度快可以在普通方法的1/101/100的时间内完成加热过程。 加热均匀性好的微波加热是内部均匀加热，不需要热传导。 3 .加热易于瞬间控制微波加热，热惯性小，可立即发热升温，易于控制，有利于自动化生产线的制备。 二、微波加热特点，8、PPT学习交流，4 .选择性吸收一些成分极易吸收微波，其他成分难以吸收微波，这种微波加热选择性有利于提高产品质量。 5、加热效率高的加热作用加工材料本身，几乎不散热，热效率高，可达80%。 9、PPT学习交流，1 .微波频率越高，加热速度越快，但频率越高，加热操作越不利。 在进行微波加热时，还必须考虑微波的透过深度。 频率越高波长越短，其透过深度也越小。 2 .场强场强是与微波加热器功率相关的指标。 功率越大，电场强度越大，其加热速度越快。 在食品加工中，加热速度未必越快越好。 加热操作根据加工要求进行。 因此，在微波加热器的设计中，为了满足不同的加工要求，有功率调节旋钮。 三、影响微波加热的因素、10、PPT学习交流、11、PPT学习交流、3 .材料的介电特性一般来说，加工材料含水量越大，其介电损耗也越大。 一些品种温度上升，其介电损耗系数下降，此时出现所谓的自动平衡。 微波加热的这种自平衡作用使材料加热更均匀，避免局部过热缺陷。 但是，一部分材料加热后温度上升，其介电损耗系数也上升，这时会发生恶性循环。 4 .料号密度料号密度大，其升温速度慢。 材料的密度不仅影响单位体积的热容量，还影响微波对物体的加热，影响材料的介电特性，间接影响微波的热效应。 12、PPT学习交流，5 .材料的比热容量比热容量小的物质温度上升的速度快。食品是由多种原材料调制而成的多组分混合体系，不同组分有不同的比热，温度上升速度不同，不同组分显示不同的介电特性，因此吸收微波功率的能力不同。 因此，在多成分食品的微波加热中，应该很好地控制比热，使各成分的加热速度大致同步。 上述讨论的这些要素彼此相关并且也受到其他要素的影响。 例如，材料的介电特性和比热不仅受温度的影响，还与食品中的盐浓度有关，盐含量增加，加热速度加快，但渗透深度减少。 影响微波加热的因素十分复杂，实际工作中应慎重考虑各控制条件的选择和把握。 13、PPT学习交流，9.3食品的微波杀菌技术、食品微波杀菌机制包括热效应和非热效应。 1 .热效应微波作用于食品，食品吸收微波能量，温度上升。 被食品污染的微生物细胞在微波场产生热效应，温度上升。 温度的急剧上升会改变蛋白质的结构，丧失生物活性，菌体死亡，受到严重干扰无法繁殖。 一、微波杀菌机制，14，PPT学习交流，2 .非热效应细胞膜离子通道变化蛋白质改性； 改变生理生化反应的活化能诱发各种离子基，引起微生物生理活性物质改变的DNA和RNA结构中的氢键松弛、断裂和复合，诱发基因突变，中断细胞的正常生理功能。 电场杀菌、磁场杀菌、照射杀菌的机理比较？ 15、PPT学习了交流、微波干燥杀菌复合机、二、微波杀菌技术的应用，人们将微波应用于肉、肉制品、鸟制品、水产品、水果和蔬菜、罐头、奶、奶制品、农作物、布丁和面包等一系列产品的杀菌、灭菌和消毒。 微波杀菌比通常的杀菌方法能够保留更多的活性物质，即能够保证产品中具有生理活性的营养成分是其一大特征。 因此，应用于人参、香菇、杆菌、花粉、天麻等中药、中药的干燥和杀菌非常适宜。 16、PPT学习了交流、9.4食品的微波干燥技术，一是微波干燥的特点和机理，特征：1.材料干燥过程中的干燥层首先形成于材料的内层，然后从内层向外扩展2 .在低含水量(小于5% )材料的干燥过程中，微波干燥效率远高于常规干燥法17、PPT学习交流，微波加热材料时，材料吸收微波的量由微波加热区的设备部件(箱体)吸收微波，其能量利用率远大于其他加热方法。 能源利用率达到80%以上。 1 .材料整体受热2 .微波能量的全吸收。 18、PPT学习交流，二是微波真空干燥、微波真空干燥是以微波加热为加热方式的真空干燥。 采用微波真空干燥，可以降低干燥温度，显着缩短干燥时间，进一步提高产品质量。 目前多用于蔬菜、谷物类、种子、果汁的干燥。 此外，还有土豆泥、香蕉片的微波干燥技术。 19、PPT学习交流，三、微波冻干，水分升华热源由微波提供。 内部加热，效率更高。 冷冻干燥和微波冷冻干燥材料内温度分布a )通常加热冷冻干燥b )微波冷冻干燥，20，PPT学习交流，9.5微波保鲜技术及其他应用，1，食品微波保鲜技术2，食品微波烹调3，食品微波膨化技术4，食品微波烘焙，21，PPT学习交流，1， 微波对人体的影响、9.6微波应用中的问题、高强度微波辐射、对人体器官的主要危害是中枢神经系统出现神经衰弱症器质性损伤人体组织容易吸收微波，引起局部温度上升。 22、PPT学习交流，功率密度是微波对人体伤害的重要指标，人体一般暴露于100mWcm-2以上功率密度时，才会发生不可逆的病理变化。 微波的伤害与许多因素有关。例如，在高温、高湿环境下，微波危害越大，辐射时间越长，伤害作用越明显的人体头部照射会引起全身性生理反应，其中最敏感的部位是眼睛和睾丸脉冲微波危害大于连续微波。 另一方面，微波辐射安全标准现在仍执行着不同的安全标准，许多国家认为微波频率超过1000MHz的情况下，在认为10mWcm-2的功率密度不太受热伤的频率433.9MHz下，当长时间暴露于规定的功率密度下时，会发生局部的组织过热现象23、PPT学习交流、24、PPT学习交流、美国FDA对家庭(小功率)微波炉的泄漏标准在销售给顾客之前，功率密度不得超过1mWcm-2，此后也不得超过5mWcm-2。 对于工业用微波加工线，泄漏密度的最大值为100mWcm-2。 日本家用微波炉的泄漏标准在炉门进行了10万次实验后，泄漏微波功率密度在5mWcm-2以下。 中国对微波辐射的暂定标准规定，微波设备出厂前，在设备壳体的5cm处泄漏能量值不得超过1mWcm-2。 此后不得超过38mWcm-2。 短时间断续辐射和每天超过8小时，每天总剂量不超过300Wh-1cm-2。 特殊情况下，需要超过1mWcm-2时，必须使用防护用品，但日量不得超过300Wh-1cm-2。 通常不允许在超过5mWcm-2的环境下工作。 25、PPT学习了交流、9.7食品远红外加工技术，红外加热始于本世纪初。 1935年，美国福特汽车公司grobiny (gr.veny )首先获得加热和干燥红外线的专利，使用红外线灯泡对汽车的油漆涂层进行表面干燥，红外线灯泡发射的辐射功率位于波长为l3m的近红外区域。 从70年代开始，人们对红外线放射和物质构造等有了深刻的了解，国内外开始使用远红外线放射进行加热。 在不同的产业领域扩展。 26、PPT学习交流，远红外是工业上波长为2.5l000m的电磁波，对波长为315m范围的红外辐射具有强吸收带的物质较多。 利用远红外辐射作为加热源，能更充分利用热能，而且产品质量显着提高。 27、PPT学习交流，一是远红外加热的原理和特点，1 .物质吸收远红外辐射的机理和条件2 .物质吸收远红外辐射的选择吸收3 .辐射和吸收的匹配，28、PPT学习交流，二是远红外加热的特点，热辐射率高，热损失小，操作控制容易。 加热速度快，传热效率高，具有一定的渗透能力