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影響微波加熱的因素
(一)頻率
微波加熱時(shí),頻率越高,加熱速度越快,但頻率越高,波長便越短,其穿透深度便越小。2450MHz的微波加熱速度比915MHz的微波快,但915MHz的微波的穿透深度比前者大。因此,對較厚的物料,要達(dá)到均勻加熱,應(yīng)選用較小的頻率;對較薄的物料,可選用較高頻率以提高加熱速度。
另外,頻率還影響介質(zhì)損耗系數(shù),室溫下純水在2450MHz微波的介質(zhì)損耗系數(shù)約為915MHz的3倍。0.1mol/L的NaCl溶液,在2450MHz時(shí)的介質(zhì)損耗系數(shù)大于915MHz時(shí)的2倍。
(二)物料的介電性質(zhì)
不同的介質(zhì)有著不同的介質(zhì)相對介電系數(shù)(er)和損耗角正切(tans).水的相對介電系數(shù)(er)和損耗角正切(tanふ)比一般的介質(zhì)大。 因此,在一般情況下,加工物料的含水量越大,其介質(zhì)損耗也越大。某些物料在溫度上升時(shí),其介質(zhì)損耗系數(shù)降低,這時(shí),就出現(xiàn)了所謂的自動(dòng)平衡。微波加熱的這種自動(dòng)平衡作用使得物料的加熱更均勻,同時(shí)也避免了出現(xiàn)過熱的缺陷。但是,有些物料在加熱時(shí),溫度上升,其介質(zhì)損耗系數(shù)也升高,這時(shí)就會出現(xiàn)惡性循環(huán)。
在2450MHz的微波下,冰的介電系數(shù)為3.2,介質(zhì)損耗系數(shù)為O.001,而水的介電系數(shù)為80,介質(zhì)損耗系數(shù)為0.2左右。 所以在加熱冰凍食品時(shí),如果不把融化的水及時(shí)排走,則由于水的介電系數(shù)和介質(zhì)損耗系數(shù)都比冰大得多,后邊有可能能量主要為水所吸收,而冰得不到加熱,從而影響解凍速度。
(三)電場強(qiáng)度
電場強(qiáng)度與微波加熱器功率相關(guān)聯(lián)。功率大,電場強(qiáng)度大,加熱速度快。
(四)物料的密度
物料的密度不僅影響微波對物料的加熱,而且還影響物料的介電性質(zhì),從而
間接影響微波的熱效應(yīng)。物料的密度大,其升溫速度慢??諝獾膖ans很小,是理想的微波透過體。空氣的Er也較小,約為0.1.因此,物料中含空氣越多,物料的er也越小,越難被加熱。密度高的物料(如骨頭)對微波的吸收較差,且對微波有反射作用,煙臺浩銘微波在此實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)帶骨的家禽和牛排等在微波加熱時(shí),在骨頭的附近會出現(xiàn)一個(gè)冷帶區(qū)域。 冷帶區(qū)域的部位比其他部位后熟。
(五)微波的比熱容
食品往往是多種原輔料構(gòu)成的多組分混合體系。不同成分具有不同的比熱容,從而會有不同的升溫速度;不同組分又呈現(xiàn)不同的介電特性,故有不同的吸收微波功率的能力,比熱容小的物質(zhì)溫度升高的速度快。因此,在多組分食品的
微波加熱時(shí),應(yīng)該很好地對比熱容加以控制,以使各組分的加熱速度基本同卡
上述的這些因素有些是相互關(guān)聯(lián)的,例如物料的介電性質(zhì)和比熱容,不僅受溫度的影響,而且也與食品中的鹽濃度有關(guān),鹽含量增加,加熱速度便加快,穿
透深度便減小。因此,實(shí)際工作中應(yīng)仔細(xì)考慮選擇和掌握各項(xiàng)控制條件。
微波可以加熱食品中的水,蛋白質(zhì),脂肪和碳水化合物等成分,微波
能量,只有與物質(zhì)接觸,才能發(fā)生能量轉(zhuǎn)移和產(chǎn)生熱效應(yīng)。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)的差異,使微波具有選擇性加熱的特性,即不同的物質(zhì)在同樣磁場中加熱時(shí)所吸收的熱量是不同的。對于食品來說,含水量對微波加熱的效果影響很大,因為水的介電常數(shù)大,而蛋白質(zhì)、碳水化合物的介電常數(shù)小,即后者對微波的吸收能力比水小得多。水分含量相對較低的食品熱容小,更容易受熱均勻。所以工業(yè)微波在微波殺菌,微波干燥,微波加熱應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)不同物料,需要實(shí)現(xiàn)不同的工藝要求來確定微波干燥滅菌機(jī)的型號與樣式。
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