我國(guó)的工業(yè)微波應(yīng)用也是從食品工業(yè)開始的。1975年,*臺(tái)隧道式微波加熱設(shè)備在上海兒童食品廠投入使用,一下將原蒸汽干燥6-8小時(shí),縮短到9分鐘,并解決了破碎、哈敗、霉變等問題,節(jié)約勞力50%,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化。此后,在固體飲料、糕點(diǎn)、豆制品、糧食、藥材等的快速干燥,魚類制品、干果的焙烤,酒類的陳化,以及牛奶和軟包裝食品的快速低溫滅霉、殺菌等方面相繼獲得應(yīng)用,并取得明顯效益。
微波能技術(shù)是一門復(fù)雜的應(yīng)用技術(shù),外在發(fā)展過程中都走過彎路,其中大的教訓(xùn)就是對(duì)有關(guān)基礎(chǔ)理論和基本技術(shù)的研究重視不夠。近幾年,我國(guó)對(duì)這兩方面做了大量的工作,取得了成果。傳統(tǒng)的加熱方式是采用熱輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)的方式將熱源從食品外表向內(nèi)部傳遞進(jìn)行加熱,而微波加熱是通過微波與食品直接相互作用進(jìn)行表里一致的整體加熱。在食品中,水是重要的組成部分,水分子中的正負(fù)電荷重心并不重合,而呈現(xiàn)極性。在一般情況下,分子的熱運(yùn)動(dòng)并不出現(xiàn)宏觀極性,但在外電場(chǎng)(如微波場(chǎng))的作用下,原來雜亂無章的極性分子就要隨微波場(chǎng)作快速的反復(fù)轉(zhuǎn)向,并受到分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間作用力的干擾和阻礙,產(chǎn)生了類似摩擦的作用,結(jié)果使分子從微波場(chǎng)獲得的能量轉(zhuǎn)化為分子的熱運(yùn)動(dòng)量,使分子運(yùn)動(dòng)加劇,食品溫度上升,達(dá)到加熱干燥的目的。而微波殺蟲滅菌是使食品中的蟲菌等微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和生理活動(dòng)物質(zhì)發(fā)生變異,而導(dǎo)致微生物體生長(zhǎng)發(fā)育延緩和死亡,達(dá)到食品殺蟲、滅菌、保鮮的目的。除此之外在食品工業(yè)中,應(yīng)用成功、有特色的就是利用微波對(duì)粉狀物料的干燥殺菌。
由于微波能技術(shù)是通過食品與微波相互作用在整個(gè)食品表里同時(shí)產(chǎn)生一系列熱和非熱生化作用來達(dá)到某種處理目的,因而具有如下特點(diǎn):
1、節(jié)約能源:由于微波直接對(duì)物品進(jìn)行加熱,沒有額外的熱能損耗,加熱系統(tǒng)本身不被加熱,所以節(jié)能、省電,一般可節(jié)電30%一50%。
2、加熱快速:常規(guī)加熱需要加熱環(huán)境和傳熱介質(zhì),所以需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到所需加熱溫度。而微波加熱是被加熱物品直接吸收微波即刻生熱,所以加熱速度大大高于常規(guī)加熱方法,因而提高了生產(chǎn)率,加速了資金周轉(zhuǎn)。
3、加熱均勻:常規(guī)加熱是物品表面先熱,然后通過熱傳導(dǎo)把熱量傳到物品內(nèi)部,而微波加熱是整個(gè)物品同時(shí)發(fā)熱,所以加熱均勻,不會(huì)發(fā)生里生外焦現(xiàn)象,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
4、低溫滅菌,保持營(yíng)養(yǎng):微波能滅菌是通過特殊熱和非熱效應(yīng)滅菌,因而與常規(guī)熱力滅菌比較,具有低溫、短時(shí)滅菌特點(diǎn),所以不僅安全、保險(xiǎn),而且能保持食品營(yíng)養(yǎng)成分不被流失和破壞。
5、便于控制,易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化:微波能食品處理設(shè)備便于控制,無控制時(shí)間慣性,并能根據(jù)不同食品的處理工藝規(guī)范,借助于微處理機(jī)隨時(shí)調(diào)整預(yù)置程序,以及質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制,所以易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。
6、改善勞動(dòng)條件,節(jié)省占地面積:微波能設(shè)備無余熱、無污染,本身又不發(fā)熱,不輻射熱量,所以大大改善了勞動(dòng)條件,而且設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省廠房面積。微波能應(yīng)用技術(shù)是一門理論性強(qiáng),涉及面廣的綜合性科學(xué)技術(shù),無論在概念上還是在原理上都與常規(guī)技術(shù)有著很大差別。
我國(guó)微波能應(yīng)用技術(shù)比國(guó)外起步較晚,但發(fā)展很快。盡管在某些方面與國(guó)外尚有一定差距,但諸如濟(jì)南瑞晨微波等工業(yè)微波爐企業(yè)正在努力加強(qiáng)基礎(chǔ)研究,不斷完善產(chǎn)品質(zhì)量,逐步推廣應(yīng)用,我們相信,不久后,我國(guó)食品機(jī)械行業(yè)干燥殺菌類產(chǎn)品必將步入工業(yè)微波爐時(shí)代。