微波技术在肉类解冻中的应用

2021.03.20

微波技术在肉类解冻中的应用

随着社会的发展,人类开启了第四次工业革命的时代,科技创新日新月异,层出不穷,将先进的科学技术应用于食品工业,也是必然的。近年来,随着对电磁波的深入研究,微波技术在肉类的解冻中被成功应用和推广。

 

1. 什么是微波?

微波是指波长范围1mm至1m,频率300 MHz至300 GHz的超高频电磁波,是无线电波中一个有限频带的简称。由于微波具有穿透、反射、吸收三个特性,微波技术在食品工业中也得到了广泛地应用,如加热、干燥、杀菌、解冻等(详见图1)。


 

图1波谱图

 

2. 微波解冻的原理

工业生产中最常用的肉类解冻,有自然气流解冻方式、水解冻方式、蒸汽辅助的高湿低温解冻方式。这三种解冻方式,都是利用热传导的原理,对冷冻的肉类由外及内地逐渐升温,达到解冻的目的。其优点是投资低甚至无需投资,但是其弊端也显而易见,因为解冻的温度和湿度难以精确控制,不仅蛋白质汁液大量流失,解冻肉的色泽发生变化,而且微生物也极易生长繁殖,导致肉的品质下降,保质期缩短。

微波解冻技术一般使用915 MHz的电磁波。当电磁能进入冷冻肉后,通过高频电子运动,冷冻肉的极性分子尤其是水分子进行电场极性运动如旋转、振动,从而频繁碰撞产生摩擦热量,使冷冻肉的各个部分同时获得热能而升温,理论上称为“无温度梯度加热”,是一种“冷热源”。

由于微波进入物料后产生衰减,因此穿透深度因波长而异。一般讲,频率越高,波长越短,穿透力越弱。915 MHz的微波在空气中的穿透深度为33.3 cm。

对于塑料、玻璃、瓷器,微波在穿透时不被吸收。对于水和食品等,微波穿透时会被吸收使自身发热。对于金属,会产生反射微波。

 

3. 微波解冻机的构造

微波解冻机分为批次式、连续式(也成为通道式)两种。

微波设备都是高科技设备,由众多的电子器件和超高压的变压器组成。无论哪一种微波解冻机,其主要部件构成均为微波箱体、微波发生器、连接二者之间的波导、磁控管、冷却微波发生器的水冷机、输送装置、以及控制系统(详见图2)。


 

图2  TMW-150型连续式微波解冻机

 

4. 微波解冻的优点

毋庸置疑,作为应用于食品加工中的微波解冻技术,具有很多独特的优点。

  速度快、时间短、产能大:以标准-18°C的25kg冷冻肉为例,如果肥厚比例均匀,则解冻至-3°C的时间为3~10 min,因此,生产前可快速解冻准备原料。

  占地小、节能:微波解冻设备使用了高科技的部件,电能能效高达85%,而且机器结构也随之变小,无需占用大面积的车间。

  温度均衡一致:对于肥瘦均匀的肉类,使用微波解冻技术,无内外梯度温差,中心温度和表面温度几乎是相同的,可精确至+/-1°C。

  无汁液流失,零亏耗:与其他解冻方式的动辄8%的解冻损耗相比,微波解冻的肉类为零损耗,因此,蛋白质汁液不会流失,肉的品质高,投资回报率高。

  操作简单,使用安全:批次式微波解冻机只需一个操作人员,连续式的微波解冻机为一头进一头出的隧道式结构,只需连接输送带,就能够将上下游的生产环节实现自动化。而且,高科技的产品,无论机器的结构,还是操作控制系统,都不会发生微波泄漏的情况。

  卫生、洁净,无交叉污染,微生物无法生长繁殖:微波解冻机的设计和制造均符合最高的食品卫生规范,且解冻时间短,因此,彻底杜绝了微生物生长繁殖的可能,以及交叉污染的风险。

  应用范围广:除了解冻各种冷冻的肉类原料,如猪肉、牛肉、禽肉、羊肉外,还用于水产品、果蔬、面食等各种冷冻原料解冻。

 

总之,微波解冻技术应用于肉类解冻时,由于温度均匀,无汁液流失,无微生物繁殖,不产生污水,使用灵活等原因,保证了肉品的质量最佳,加工的肉类制品的质量也安全可靠。

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