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微波技术简介

2017-06-13来源:西安圣达环保设备有限公司 >>进入该公司展台人气:626


 

【简单介绍】

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。

【详细说明】

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。

 

微波杀菌要有三个阶段,*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

2.1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。

2.2节能

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。

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zui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。

2.4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。

2.5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。

  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*台微波炉,到五六十年代,伴随着大功率磁控管的研制成功,美国微软公司英等国隧道式、曲折波导等多种加热器的问世,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的报道。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%。

  

  法国利用隧道式微波真空干燥机生产速溶桔粉,产品不仅保持了桔汁原有的颜色和风味,而且保留的维生素C是喷雾干燥不可能达到的。日本成功地用微波干燥蛋黄粉。瑞典用2450MHz、80KW的微波面包杀菌防霉机,用于每小时加工4400磅面包片的生产线上。经微波处理后,面包片的温度由20℃上升到80℃,时间仅需1~2min,处理后的面包片的保存期由原来的3~4d延长到30~60d。

  

  我国从七十年代起开始研制、推广微波能应用技术和设备,当时研制的2450MHz、45KW隧道式微波干燥乳儿糕生产线,将原来需要烘烤6~8h的工艺缩短到9min内完成。早期研制出的各种规格微波干燥、杀菌、杀虫设备用于茶叶、中草药、烟草、木材、皮革、蔬菜等的加工上。

  

  80年代研制的915MHz、40KW牛肉干烘干、杀菌设备,成功地解决了工艺的弊端,使牛肉干产品质量得到很大提高、卫生指标完全达到国家标准。该设备还可以加工猪肉干、鸡肉脯、鱼干片等。

  

  大豆资源在我国极为丰富,微波技术主要应用在脱去大豆腥味。早在80年代,就研制出微波大豆干燥脱腥设备,脱腥方法简单,加热时间短而均匀,脱腥脱净率高,氮溶解系数高。

  

  近年来,微波能的应用在食品工业中犹如异军突起,发展极为迅速。微波干燥、杀菌设备日臻完善,功率从几个KW到几百KW的各种用途、规格的用于微波干燥、微波杀菌设备层出不穷。

  

  由于人们对软包装食品需求增加,各种袋装、盒装、瓶装的食品、饮料、调味品、营养品的杀菌保鲜问题显得非常重要。微波既不破坏软包装,又能对软包装的各种型号、用途、功能的微波干燥杀菌设备在营养麦片、黑芝麻糊、豆奶粉、儿童营养米粉等方面得到广泛应用,取得良好效果。

  

  90年代研制的微波无油方便面设备,其复水时耐煮而不浑浊、不断条、口感佳。无油方便面不仅可以煮、泡,还可以做成炒面,凉拌面等多种食品。完全符合人们追求的食品多品种、低油脂、功能型、营养保健型的食品发展方向和人们回归自然的消费心理。

  

  我国已具有相当成熟和先进的微波真空脱水技术和设备。真空冷冻微波升华干燥的食品、果蔬菜等能保持原有的色、香、味、形状和营养成分,是国际市场上的促销产品。许多名贵药材、保健品(如人参、鹿茸、蛇、蛤蚧、蜂浆等)及土特产品(木耳、蘑菇、茶叶、豆类等)也可以采用真空或真空冷冻干燥加工方法。

  

  4结论

实践证明,对于产品价值高,质量要求严,热传导率低,用传统工艺难以解决的物料,可采用微波技术;而对于含水量过大的物料脱水,单纯用微波脱水有时也是不经济的。如果将微波与热风、蒸气或远红外等方法相结合,常会得到“事半功倍”的效果。如微波与热风相结合干燥方便面、米粉、要比用传统热风干燥提高8倍以上。用微波与远红外作为热源,利用远红外可使物料分子、原子振动产生热能,二者结合,其干燥速率将是热风干燥的10倍以上。熟化物料的速率也较其它热源快5倍以上。这种具有科学性、实用性的组合,既无任保环境污染,又节能,大大延长产品保鲜期。该项技术组合将会给糕点、肉脯、鱼片、月饼、面包等生产企业带来福音和挑战。

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