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微波技術在肉類解凍中的應用

2021-3-20
隨著社會的發展,人類開啟了第四次工業革命的時代,科技創新日新月異,層出不窮,將先進的科學技術應用于食品工業,也是必然的。近年來,隨著對電磁波的深入研究,微波技術在肉類的解凍中被成功應用和推廣。
 
1.什么是微波?
微波是指波長范圍1mm至1m,頻率300 MHz至300 GHz的超高頻電磁波,是無線電波中一個有限頻帶的簡稱。由于微波具有穿透、反射、吸收三個特性,微波技術在食品工業中也得到了廣泛地應用,如加熱、干燥、殺菌、解凍等(詳見圖1)。

圖1波譜圖
 
2.微波解凍的原理
工業生產中最常用的肉類解凍,有自然氣流解凍方式、水解凍方式、蒸汽輔助的高濕低溫解凍方式。這三種解凍方式,都是利用熱傳導的原理,對冷凍的肉類由外及內地逐漸升溫,達到解凍的目的。其優點是投資低甚至無需投資,但是其弊端也顯而易見,因為解凍的溫度和濕度難以精確控制,不僅蛋白質汁液大量流失,解凍肉的色澤發生變化,而且微生物也極易生長繁殖,導致肉的品質下降,保質期縮短。
微波解凍技術一般使用915 MHz的電磁波。當電磁能進入冷凍肉后,通過高頻電子運動,冷凍肉的極性分子尤其是水分子進行電場極性運動如旋轉、振動,從而頻繁碰撞產生摩擦熱量,使冷凍肉的各個部分同時獲得熱能而升溫,理論上稱為“無溫度梯度加熱”,是一種“冷熱源”。
由于微波進入物料后產生衰減,因此穿透深度因波長而異。一般講,頻率越高,波長越短,穿透力越弱。915 MHz的微波在空氣中的穿透深度為33.3 cm。
對于塑料、玻璃、瓷器,微波在穿透時不被吸收。對于水和食品等,微波穿透時會被吸收使自身發熱。對于金屬,會產生反射微波。
 
3.微波解凍機的構造
微波解凍機分為批次式、連續式(也成為通道式)兩種。
微波設備都是高科技設備,由眾多的電子器件和超高壓的變壓器組成。無論哪一種微波解凍機,其主要部件構成均為微波箱體、微波發生器、連接二者之間的波導、磁控管、冷卻微波發生器的水冷機、輸送裝置、以及控制系統(詳見圖2)。

圖2  TMW-150型連續式微波解凍機
 
4.微波解凍的優點
毋庸置疑,作為應用于食品加工中的微波解凍技術,具有很多獨特的優點。
4.1速度快、時間短、產能大
以標準-18°C的25kg冷凍肉為例,如果肥厚比例均勻,則解凍至-3°C的時間為3~10 min,因此,生產前可快速解凍準備原料。
4.2占地小、節能
微波解凍設備使用了高科技的部件,電能能效高達85%,而且機器結構也隨之變小,無需占用大面積的車間。
4.3溫度均衡一致
對于肥瘦均勻的肉類,使用微波解凍技術,無內外梯度溫差,中心溫度和表面溫度幾乎是相同的,可精確至+/-1°C。
4.4無汁液流失,零虧耗
與其他解凍方式的動輒8%的解凍損耗相比,微波解凍的肉類為零損耗,因此,蛋白質汁液不會流失,肉的品質高,投資回報率高。
4.5操作簡單,使用安全
批次式微波解凍機只需一個操作人員,連續式的微波解凍機為一頭進一頭出的隧道式結構,只需連接輸送帶,就能夠將上下游的生產環節實現自動化。而且,高科技的產品,無論機器的結構,還是操作控制系統,都不會發生微波泄漏的情況。
4.6衛生、潔凈,無交叉污染,微生物無法生長繁殖
微波解凍機的設計和制造均符合最高的食品衛生規范,且解凍時間短,因此,徹底杜絕了微生物生長繁殖的可能,以及交叉污染的風險。
4.7應用范圍廣
除了解凍各種冷凍的肉類原料,如豬肉、牛肉、禽肉、羊肉外,還用于水產品、果蔬、面食等各種冷凍原料解凍。
 
總之,微波解凍技術應用于肉類解凍時,由于溫度均勻,無汁液流失,無微生物繁殖,不產生污水,使用靈活等原因,保證了肉品的質量最佳,加工的肉類制品的質量也安全可靠。
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