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微波技术在我国食品工业中的应用

1、引言

微波(microwave)作为一种高频电磁波,其频率通常在300MHz到300GHz之间,波长通常为1×10-4-1m。对于在食品中的应用历史而言,微波技术可以追溯到20世纪的40年代,之后的20年间发展非常的迅速,而且在世界上的不同国家也得到了广泛地运用。跟国外的技术相比,我国的微波技术开始的比较晚,但是也取得了一定的成就,却仍然存在技术比较落后,生产效率偏低,耗费能源较多的缺点。然而,作为一个农业大国,我国的食品工业产值仅仅是农业产值的20.7%,美国是160%,而日本是230%。所以对食品工业中的先进技术进行应用是非常有必要的,这样微波技术就可以更为广泛和更好地应用到食品工业领域,使得我国的食品工业可以赶上世界领先水平。

2、微波加热技术的原理及特点

2.1原理

由于电磁场的功能及作用,在极性分子和非极性分子所构成的材料介质中,极性分子往往会通过电磁力而迅速向电场靠拢,并呈现出一定的排列格局。但通过微波发挥的功效,围绕电场排列的分子便会以数十亿每秒的频率产生高速运动和变化,这种运动和变化会引起分子之间进行极力而强烈的摩擦,并产生相应的热量。如此一来,这些电能就会透过微波技术的作用转化成材料介质里面的热量,从而达成微波加热技术的功效。

2.2特点

2.2.1加热较为均匀对材料进行外部加热时,材料外部的温度会愈见增高,从而提高了内外的温差及加热速度,随之而来的是外面焦了里面却还是生的。对微波技术而言,在对材料进行加热时,会产生均匀热量,不论内外的温度都会一视同仁进行全面的加热,不会产生上述的外焦里嫩的状况。

2.2.2加热速度较快微波加热相对其他加热技术从外部进行热量渗透而言,它属于内部加热技术,并能够将电磁的能量从内部渗透到材料介质上,从而转化成热能,透过介质由内向外扩散,不需要任何的热导能,所以在很多的时间里,微波技术不仅加热均匀,其加热速度也较快。2.2.3具有选择性加热的特性对微波加热技术来说,不同材质的加热材料,其吸收微波热能的程度也不同,一般而言,较为干燥的材料更容易加热,这也说明微波具有选择性加热的特性。如水分子往往需要更多的微波热能来进行加热,才能达到人们加热的要求,所以含水量较高的材质对微波热能的吸收与耗损也比较高。

2.2.4节能高效微波对于聚乙烯、金属类的反射微波等并不会充分加热,其吸收微波热能的效果也比较差。因而,加热物体往往会放在金属容易或者玻璃容器当中进行加热,这样微波加热的热能会集中被加热容器中的物体所吸收,从而减少了热能的浪费,达成了加热功效,这也说明微波加热技术具有节能高效的特点。

2.2.5加热洁净、营养成分高由于微波技术的作用,其中的被加热物体往往能够在微波与生物作用的低温之下进行消毒杀菌,从而保证了食品的味道和营养成分不会流失,其色泽和口感也保持得较好。

3、微波技术在食品工业中的应用刘张虎

3.1微波技术在食品干燥中的应用

根据微波加热技术的特点来看,微波在食品干燥中的运用功效非常好,它能够将被加热的物品由内向外进行迅速烘干,且烘干速度比一般的加热技术要快很多。微波技术的干燥性能一般用于普通食品干燥、真空干燥以及冷冻干燥等的加工。尽管微波干燥功能具有加热均匀、速度高效、清洁力度强等优势,然而微波技术加热的耗电量较高,尤其是对含水量高的食品而言,并不够经济实惠。所以在实际加工运用当中,微波加热会与热空气干燥、近红外干燥等技术合作使用,从而达到加热效果好又经济实惠的效果。

3.2微波技术在食品杀菌保鲜中的应用

生物体在受到微波辐射后,会产生极其复杂的效应。通常利用微波技术对生物体或者食品进行消毒杀菌时,其温度会被加热能迅速提高,从而杀死病菌,让食品能够保持其原本的颜色和味道,减少食品的营养成分的流失率。另外,对于含水量较高,微波技术难以达到较好的杀菌效果时,可以用它与其他杀菌技术结合使用,从而达到最优的杀菌效果。

3.3微波萃取技术在食品工业中的应用

目前,微波的萃取技术正逐渐应用到食品加工中的食品添加剂、食品香料、食品营养等各方面的萃取当中。微波萃取技术实际上是对萃取溶剂以及相关的物体材料通过均匀的加热和高速的加热达到萃取的目的。另外,在食品分离与检测技术中,微波萃取功能也应用得较多。尤其在食品分析过程中,需要将待检测的物质从不同质地的食品中萃取出来,如固体状或者粘稠状的食品,然而进行食品分析。

3.4微波技术在食品检测中的应用

微波消解技术对于食品检测中的样品消解具有重要的实用功能,它对于一些含有重金属的食品检测工作意义重大。在用微波技术对需要检测的样品进行消解时,其消解速度一流,并且消解样品的结果可以反复实用,具有极高的准确率。特别是对于含有As、Bi、Hg、Se等需要检测的消解样品,微波消解技术往往能较好的对其进行消解,所得结果也极为准确,便于人们检测食品的可用性。

4、总结

微波技术对于食品加工行业的运用领域会更加广阔,特别是对于在食品加工行业生产中产生的高价值的产品、严格的质量要求、导热系数低、很难用传统材料过程中解决、微波干燥灭菌技术发挥着重要的作用。在当今追求卓越品质和高质量生活的今天,也要求信息科技的水准能够满足人们生活的需要。而微波技术作为新兴的领航食品加工技术,其应用前景不可估量。因而,当前微波技术研发者们需要更进一步开拓微波技术在食品加工行业中的运用,让其能够既经济又实惠、无论是加热效果还是萃取、检测功能等都能进一步发展和提升。同时,微波技术的提高也有助于微波技术理论课程的开发和完善。由此可以看出,微波技术在食品加工中的加热效应、食品安全检测等方面都具有其独特的优势所在。这也表明了微波技术的应用前景和未来发展趋势会更加有利于食品加工的发展和人们生活质量的提高。

作者:刘张虎

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