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影響微波加熱的因素
(一)頻率
微波加熱時,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,要達到均勻加熱,應選用較小的頻率;對較薄的物料,可選用較高頻率以提高加熱速度。
另外,頻率還影響介質損耗系數,室溫下純水在2450MHz微波的介質損耗系數約為915MHz的3倍。0.1mol/L的NaCl溶液,在2450MHz時的介質損耗系數大于915MHz時的2倍。
(二)物料的介電性質
不同的介質有著不同的介質相對介電系數(er)和損耗角正切(tans).水的相對介電系數(er)和損耗角正切(tanふ)比一般的介質大。 因此,在一般情況下,加工物料的含水量越大,其介質損耗也越大。某些物料在溫度上升時,其介質損耗系數降低,這時,就出現了所謂的自動平衡。微波加熱的這種自動平衡作用使得物料的加熱更均勻,同時也避免了出現過熱的缺陷。但是,有些物料在加熱時,溫度上升,其介質損耗系數也升高,這時就會出現惡性循環。
在2450MHz的微波下,冰的介電系數為3.2,介質損耗系數為O.001,而水的介電系數為80,介質損耗系數為0.2左右。 所以在加熱冰凍食品時,如果不把融化的水及時排走,則由于水的介電系數和介質損耗系數都比冰大得多,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)電場強度
電場強度與微波加熱器功率相關聯。功率大,電場強度大,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,從而
間接影響微波的熱效應。物料的密度大,其升溫速度慢。空氣的tans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驗中發現帶骨的家禽和牛排等在微波加熱時,在骨頭的附近會出現一個冷帶區域。 冷帶區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,比熱容小的物質溫度升高的速度快。因此,在多組分食品的
微波加熱時,應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聯的,例如物料的介電性質和比熱容,不僅受溫度的影響,而且也與食品中的鹽濃度有關,鹽含量增加,加熱速度便加快,穿
透深度便減小。因此,實際工作中應仔細考慮選擇和掌握各項控制條件。
微波可以加熱食品中的水,蛋白質,脂肪和碳水化合物等成分,微波
能量,只有與物質接觸,才能發生能量轉移和產生熱效應。由于各物質的損耗因數的差異,使微波具有選擇性加熱的特性,即不同的物質在同樣磁場中加熱時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,因為水的介電常數大,而蛋白質、碳水化合物的介電常數小,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。所以工業微波在微波殺菌,微波干燥,微波加熱應用時應根據不同物料,需要實現不同的工藝要求來確定微波干燥滅菌機的型號與樣式。
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