第五章食品微波技术

微波技术在食品加工中的应用摘要：随着世界食品工业对卫生标准的日益严格，绿色食品加工技术受到越来越多的青睐.微波技术是近年来食品加工工程中的先进应用技术.本文对微波干燥、微波萃取、微波膨化等技术的加工机理、工艺特点、发展应用现状进行了描述.并对未来微波发展前景做出预测。

关键词：微波；食品加工；加工原理。

微波是由称为磁控管的微波产生器产生出来的高频波段的电磁波，具有电磁波所有的波动特性(如反射、透射、干涉和衍射)。

微波是一种频率为300MHz—300GHz、波长0.0001—lm 的高频电磁波，目前国内外常用的微波加热专用频率为9l5MHz和2450MHz。

微波能技术作为应用科学产生于20世纪40年代，我国从20世纪70年代开始进行微波技术的研究与开发，目前在冶金、化工、食品加工等领域已被广泛应用【1】。

微波食品工业在起步时应用、开发速度缓慢，直到1986年才有工业微波设备用于食品调温、预煮熏肉、家禽、肉饼加工、面条、快餐和果蔬的干燥与面包和酸奶的消毒【2】。

近十几年来，微波食品工业发展较快，全世界微波食品加工设备增长迅速，专用的工业微波设备已有真空干燥、冷冻干燥、消毒灭菌、焙烤、热烫等多种类型。

1、微波技术在食品加工中的利用原理及特点1.1微波加热的原理及特点食品加工主要是利用了微波的热效应。

微波透人物料内，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。

这种具有使物体整体成为热源的加热方式称为微波加热。

微波加热是通过微波透入物料内，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。

微波加热具有选择性和即时性，加热效率高、节约能源，穿透性好等特点。

但是由于被加工食品的表面温度低，不足以在表面产生褐变反应，不能在食品表面产生人们所希望的发色。

此外，微波加热所需要时间极短，l-2min误差就可能导致意想不到的后果，使食品加工过度，因而对于加工过程的参数设定特别重要。

微波技术在食品及化学工业中的应用微波技术在食品及化学工业中的应用微波是频率在300hz～300ghz之间，位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间的一种非电离电磁能。

微波技术起源于20世纪30年代，最初应用于电视、播送、通讯技术中。

1945年，美国人首先发现了微波的又一特性热效应，并首次将微波作为一种非通讯的能源应用于工业、农业乃至科学研究中。

微波工业应用就是指利用微波的能量作用于物体实现需要的目标。

微波能应用的特点在于一是以能量转换为根底，即微波所产生的热量是被加热物体的分子通过偶极回转、分子极化后转化成的，并非热传导；二是具有很高的传热效率，相当于对流传热的5倍。

微波能的作用原理是当物体被置于超高频电流的交变电场中受到微波作用时，物体中的极性分子处于剧烈、快速的震荡和回转中，产生自感应，使物体获得热量，进而发生物理的、化学的或者生物的变化。

目前用于工业应用的微波有两个频率：2450hz和915hz，产生微波的核心部件是磁控管，磁控管是组成微波源的主要部件。

微波工业应用主要在替代传统工艺、产品附加值高及适用于微波〔吸收微波能力比较强〕的领域取得快速开展，主要是茶叶加工、橡胶脱硫、活性炭和竹炭高温烧制、陶瓷材料、能源材料〔磁性材料、锂电池材料〕的烧结和环保〔生物质能、水处理、有机物处理〔工业废水、废料除毒〕〕等领域。

1.微波技术应用于茶叶杀青、枯燥微波杀青、枯燥是微波发生器将微波辐射到杀青、枯燥的物料并穿透到物料内部时,诱使物料的水等极性分子随之同步旋转，例如采用915hz微波枯燥物料,其体内极性分子每秒钟旋转9.15亿次,如此的高速旋转使物料瞬时产生摩擦热,导致物料外表与内部同时升温,且内部温度高于物料外表温度,使大量的水分子从物料中逸出而被蒸发带走,这样到达杀青、枯燥的目的。

这种杀青、枯燥方法的特点是加热时间短,内外温度一致,其热传递方向从内向外与湿传递方向也一致,不同于常规加热方式需要一定时间才能将热量从外部加热到内部,存在内外温度差和湿、热传递方向相反的问题。

食品微波技术食品与生物工程学院狄光辉摘要随着科学技术的发展，微波技术的应用已渗透到了科学领域的许多方面，如无线通信、全球定位系统、雷达、电子和计算机工程学科以及食品加工贮藏中。

微波技术在加工食品上具有加热速度快、保持营养、加热均匀、节能、易于控制、改善生产环境等优点，因此食品微波技术拥有很大的发展前景。

本文主要以微波技术在食品工业中的应用为研究主题，综合国内外的最近研究进展进行相关分析和综述，分析得出微波食品在我国具有很大的发展前景，本文还对微波食品的开发优势和开发前景进行了阐述，对未来微波食品的开发具有指导意义。

关键词:食品微波技术，杀菌，加热，干燥前言微波技术作为一种现代高新技术在食品中的应用越来越广泛。

目前在国内主要用在食品干燥、杀菌和保鲜、萃取、烘焙、蒸煮、调温和解冻、热烫、家庭烹调、催陈以及烧结、合成等方面。

①干燥的基本目的是为了除去物料中的水分；②杀菌的目的是限制微生物和酶引起的腐败；③催熟、萃取等是根据加工的对象，利用微波的一些特殊效果(如催熟、强化萃取和解冻)进行加工；④焙烤和膨化是利用微波所产生的较高温度直接达到加工的目的；⑤微波蒸煮过程已经成功的用于预煮熏肉、肉饼和家禽；○6微波调温是将冷冻的固态食品的温度升高到冰点以下，解冻可用于冷冻馒头、冷冻肉及其制品的解冻；热微波烫过程用于失活新鲜水果和蔬菜的物料中酶类，防止冷冻期间未成熟食品的腐败；○8利用微波炉快速简便的烹调工具，家庭烹调越来越受欢迎○9微波烧结技术是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微波结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法，是快速制备高质量的新材料和制备具有新性能的传统材料的重技术手段。

它具有烧结温度低、烧结时间短、能源利用率和加热效率高、安全卫生无污染等优点。

采用微波高新技术改造传统食品工业，将为食品工业开辟一条新的途径。

微波能在食品工业上的应用是科学发展与人类社会进步的需求，目前在国内外已发展成为一项极有前途的新技术。

微波技术在食品工业上的应用摘要：阐述了微波加热干燥机理，从微波加热对酶的影响、微波加热对食品物性的影响、微波杀菌、微波萃取等方面综述了微波加热干燥技术在食品加工业中的应用，以为微波在食品工业的应用提供参考。

,作为一种清洁的加热方式,微波加热速度快、均匀性好、易于控制、效率高。

微波萃取具有提取率高、准确、快速、操作成本低等优点,可将萃取时间缩短到几分钟,溶剂用量减少90%。

且微波射线穿透性好,可施加与任何天然生物材料,在接近环境温度抽提所需的有效成分.关键词：微波；加热机理；食品工业；应用一、微波技术1、微波加热的特点微波加热是靠电磁波把能量传播到物体内部, 以达到加热目的。

这种加热方法具有下述几个特点。

(1) 加热速度快微波加热是利用电磁波直接将物体加热, 无热传递过程, 可使整个物体在穿透深度内, 内外温度迅速提高。

所需加热时间短, 一般只需常规加热1/ 10 一1/l00时间即可完成整个加热过程。

(2) 加热均匀性好微波加热是物体内外同时受热, 而且具有自动平衡的性能。

与外部加热比较, 容易达到均匀加热的目的, 可避免表面硬化及加热不均匀等现象发生。

但是加热的均匀性与微波对物体的透入深度有关。

915MHz—及2450MHz 频率的微波透人的深度大致为几十厘米至几厘米的范围。

只有当加热物体的厚度比透人深度小, 微波才能达到均匀加热的效果。

(3) 加热易于瞬时控制微波加热的热惯性小, 可以立即加热升温或停止加热升温, 易于控制, 有益于自动化流水线的配制。

(4) 加热效率高微波加热设备仅电源部分、磁控管及散热风扇消耗部分热量, 其余热量均被加工物料本身吸收, 基本上不辐射散热, 所以加热效率高。

同时, 可避免环境温度升高, 改善劳动条件, 设备的占地面积小。

(5) 加热具选择性不同成分物体对微波能的吸收各有差异。

这种微波加热的选择性有利于产品质量的提高。

例如: 食品中的水分吸收微波能多、温度高、对水分的蒸发有利, 而干物质吸收的微波能少、温度低、不过热、且加热时间短, 有利于保持食品的色、香、味及减少营养成分的破坏。

食品加工中的微波干燥技术食品加工技术在食品工业中起着至关重要的作用。

其中，微波干燥技术是目前食品加工技术中使用较为广泛的干燥技术之一。

微波干燥技术为食品加工行业带来了诸多的好处，比如能够显著缩短干燥时间、提高生产效率、降低能源消耗等，因此受到了越来越多的关注。

本文将从微波干燥技术的原理、应用以及存在的问题等方面进行探讨，以期对大家有所启发。

一、微波干燥技术的原理微波干燥技术是指通过微波在物料中产生的热量和水分分子的直接加热，使被干燥物料水分分子从内部向外部迅速扩散蒸发，从而达到快速干燥的目的。

微波干燥技术与传统的干燥技术不同，它不需要通过传热来吸收被干燥物料中的水分，而是通过微波的直接加热，将被干燥物料的水分从内部蒸发出去，因此能够在较短时间内完成干燥过程。

二、微波干燥技术的应用微波干燥技术在食品加工行业中的应用非常广泛。

它可以用于蔬菜、肉类、水果、坚果等的干燥处理，其中，蔬菜和水果在干燥处理中的应用最为广泛。

蔬菜和水果的干燥处理可以大大减少其体积和重量，便于储存和运输。

同时，干燥处理还可以使蔬菜和水果的营养成分得到保持，从而可以增加其营养价值，延长其保质期。

除了蔬菜和水果外，微波干燥技术还可以用于肉类的干燥处理。

在传统的肉类干燥处理中，往往需要通过长时间的烘烤来完成肉类的干燥处理，这样不仅耗费时间，而且会破坏肉类的营养成分。

而采用微波干燥技术进行肉类干燥处理，则不仅可以大大缩短干燥时间，而且能够完整地保留肉类的营养成分。

三、微波干燥技术存在的问题虽然微波干燥技术在食品加工行业中的应用较为广泛，但也存在一些问题。

其中，微波能量的穿透深度较浅，会导致物料表面温度过高，而内部温度过低的问题，从而影响干燥效果。

此外，微波干燥技术中的微波波长会受到物料的水分含量、密度等因素的影响，从而导致微波干燥效果存在差异。

此外，由于微波的加热方式不同于传统的加热方式，因此也需要对微波干燥技术的操作规程进行改进，以保证产品的质量和安全。