微波设备在工业加热中的应用广泛,比如微波干燥、微波杀青、微波解冻、微波烧结运用的都是微波能够对极性分子加热的原理,那么在微波设备加热的过程中,有哪些因素影响微波加热的效率呢?
1、关于微波设备频率
在微波加热物料时,微波设备的频率越高,升温速率越快,但微波频率越高,微波的波长便越短,其穿透能力便越小。所以,在对厚物料进行加热的时候,要注意选择微波的频率,达到升温速度和穿透性两者完美结合的一种方式。
2、被加热物料的介电性质
不同的介质有着不同的介质相对介电系数和损耗角正切。水的相对介电系数和损耗角正切比一般的介质大。因此,在一般情况下,加工物料的含水量越大,其介质损耗也越大。
关于被解热物料的介电性质在微波解冻设备里能完美体现,在2450MHz的微波下,冰的介电系数为3.2,介质损耗系数为0.001,而水的介电系数为80,介质损耗系数为0.2左右。所以在加热冰冻食品时,如果不把融化的水及时排走,则由于水的介电系数和介质损耗系数都比冰大得多,最后有可能能量主要被水所吸收,而冰得不到加热,从而影响冰冻速度,这是微波解冻的一个关键。
某些物料在温度上升时,其介质损耗系数降低,这时就出现了所谓的自动平衡。微波加热的这种自动平衡作用使得物料的加热更均匀,同时也避免了出现过热的缺陷。但是,有些物料在加热时, 温度上升,其截至损耗细数也升高,这是就会出现恶性循环。
四种食品的介电系数和介质损耗系数与频率的关系(25℃)
从表中的数据可以看出:介电系数和频率的关系不大,但频率与介质损耗细数关系极大,如在2450MHz时的介电损耗系数要比在915MHz时的介质损耗系数小得多。
3、微波设备工作的电场强度
电场强度与微波加热器功率相关联。功率大,电场强度大,加热速度快。
4、被加热物料的密度
物料的密度不仅影响微波对物料的加热,而且还影响物料的介电性质,从而间接影响微波的热效应。物料的密度大,其升温速度慢。
空气的密度小,是理想的微波穿透体,空气的介质相对介电系数也较小,约为0.1.此外,物料中含空气越多,物料的介质相对介电系数也越小,越难被加热。
密度高的物料(如骨头)对微波的吸收较差,且对微波有反射作用,因此带骨的家禽和牛排在微波加热时,在骨头的附近都会出现一个冷带区域。冷带区域的部位比其他部位后熟。
5、微波的比容热
食品往往是多种原料构成的多组分混合体系。不同成分具有不同的比热容,从而会有不同的升温速度。不同组分有呈现不同的介电特性,故有不同的吸收微波功率的能力,比热容小的物质温度升高的速度快,因此在多组分食品的微波加热时,应该很好的对比热容加以控制,以使各组分的加热速度基本同步。
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