現如今,全球範圍内的很多領域都會使用到微波加熱技術,其中食品加工中的應用主要包括對食品原料的加熱,幹燥,解凍,殺菌消毒,焙烤等等,相信這些應用在 我們日常生活中有部分也會常用到。微波技術之所以能夠廣泛的應用,具有很多優點,主要包括:加熱速度快,烹饪時間短,為我們節省時間;加熱效率高,營養破 壞較少,能最大限度的保持食物的色、香,味,減少食物中維生素的破壞;安全衛生,同時還兼具殺毒滅菌作用;微波穿透力強,加熱徹底等等。
我們常說的微波是頻率在300MHz~300GHz的電磁波。在食品加工領域常用到的頻有915MHz和2450MHz,其中頻率為915MHz的微波在 食品工業上應用較多,頻率為2450MHz的微波多應用于家庭,對,我們家用微波爐的頻率就是2450MHz。
微波加熱是物質(食物原料)吸收微波的能量,同時将其轉化為熱量的一種加熱技術。要談機制的話分為偶極極化和離子傳導兩個機制。這個粗略的講一下,偶極極 化機制就是物質在微波輻射時,發生偶極極化作用,分子發生碰撞及摩擦并轉化為熱量;離子傳導機制:微波使物質中的離子與周邊的原子、分子互相碰撞,由此引 發的引發生熱;其中兩種機制中,離子傳導過程産生的熱效應更為強烈一些。由于微波加熱是食物分子間的摩擦或離子間的碰撞而産生的熱量,因此熱量一般由内向 外傳輸,而傳統的加熱方法一般是熱量從外向内擴散,這點兩者很不一樣。
提到微波加熱,就不得不提物質的介電特性了(當然對于食物來講,食品物性特征對于加工也至關重要啦),因為介電特性關系到物質将微波轉換為熱量的能力。介 電特性主要以介電常數(表示物質存儲能量的能力)和介電損耗(表示将電磁能轉換為熱能的能力)表示,每種物質的介電特性均不一樣,這也是為什麼我們用同樣 功率的微波加熱不同的食品所需的時間會不一樣的原因了。需要強調的是,食品中多數大分子物料,相對水體系的微波吸收能力低些,也就是水會先被加熱至沸點而 蒸發。也正是食物的介電特性的差異和微波的加熱原理,導緻微波加熱過程中對不同形狀,不同大小,不同來源的食材加熱效率不一樣,而且在微波爐的不同加熱部 位,微波強度是有區别的,因此常出現加熱不均勻的現象,為了解決這個問題,微波爐中常伴有轉盤或者是在微波磁控管附近安裝讓微波更均勻“攪拌”器,可以稍微改善這種現象。
一般家用的微波爐輸出功率最大的可能在1000W左右,在這 個功率下,使一碗大約200g的水沸騰,不需要1min,但是加熱水分含量少的食材(比如直接烤玉米),就需要較長時間,前面也提到了,這是因為水的介電 常數較大,吸收能量較多,轉化的熱量多,因此針對不同水分含量的食材選擇的功率或加熱時間一定要有區别。
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