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微波加热杀菌技术的热力温度特性与工艺分析

行业新闻

2019-11-25 10:51:04

作者:wattsine

【导读:微波加热杀菌技术作为一种新的非热力杀菌方式,近年来开始在食品生物杀菌中应用,微波加热技术是利用电磁波把能量传播到被加热物体内部,加热达到生产所需求的一种新技术。工业中常用的微波频率有915MHz和2450MHz。其频率为300~300000MHz,具有高频性。】


微波加热杀菌技术的机理


微波加热杀菌机理可分为两种:一是基于微波加热基础之上的热效应原理;二是非热效应(生物效应)原理。

热效应原理:使微生物快速升温导致菌体蛋白质变性,活体死亡;使微生物生命活动受到严重干扰,无法繁殖;导致细胞膜破裂,使生理活性物质发生变性作用,而失去生理功能;破坏微生物的生存繁殖条件而导致其死亡。

非热效应原理:借助于光化学反应、场力效应、电磁共振效应来降低水分活度,破坏微生物的生存环境,破坏细胞膜和细胞壁,影响遗传物质DNA的含量等,从而杀灭微生物。


微波加热杀菌技术的过程


微波加热杀菌可分为三个阶段:第一阶段是迅速升温,达到预定杀菌温度,宜用较强均匀能量密度;第二阶段是保温过程,使杀菌物料温度处于均衡过程;第三阶段是自然或强制冷却过程。

微波杀菌

微波加热杀菌技术的热力温度特性


微波加热杀菌的特点是食品整体升温迅速,所需灭菌时间短并保持了食品的色香味和营养成分。传统加热杀菌由于热力从表面向里层传递,而且其传递速率取决于食品的传热特性,从而产生食品表层和中心的温差;加上,里层湿度状态的滞后性。延长了食品整体杀菌所需的总时间。再者,单纯的热力作用,较难杀灭耐热性较强的芽饱杆菌;另外,食品的初温、原料形状的大小、数量、粘度及包装,均对加热杀菌时间有所影响,尤以传导热型食品的初温影响最为明显。

如果仅单纯地从热力因素角度去比较这两种杀菌方式,微波加热杀菌的时间要比传统加热杀菌时间短,而且微波杀菌使细菌致死还有非热力学的生物效应,使得微波杀菌时间更短,且温度较低。


微波加热杀菌技术的工艺


(1)微波间歇辐照杀菌法:脉冲式微波杀菌能在短时间内产生较强微波电场间歇作用,使食品升温,但其升温度化相对来说并不大,而瞬时强微波电场对食品物料的极化作用十分强烈,从而大大提高杀菌效果。但高电场强度和高功效率密度将对微波设备和被处理物料的耐击穿性提出更高要求,并需要精确控制辐照时间,这些要求将使微波设备成本有所提高。

(2)连续微波辐照工艺:采用较低电场强度,适当延长微波辐射时间。在时间允许下,适当延长辐照时间将有利于强化杀菌效果,同时也能使物料加热状态均衡,减少物料内外的温差。

(3)多次快速加热辐照和冷却杀菌工艺:此工艺能快速地改变微生物的生态环境温度,且可多次实施微波辐照杀菌,从而避免被杀菌物料连续长时间处于高温状态,可有效地保持食品的色香味和营养成分。该杀菌工艺适合于对热敏感的液体食品,如饮料、米酒的杀菌保鲜。


微波技术作为一种现代高新技术在食品杀菌与保鲜方面已经有了一定的地位,已证实微波对大部分微生物具有致死作用,随着该项技术的不断发展,微波加热杀菌技术将在食品工业中得到更广泛的应用。

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