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电解冻的两种方法对比:高频和低频解冻

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:高频解冻 这种解冻方法是给予冷冻品高频率的电磁波。图23-19 微波加热解冻装置1—风机 2—微波发生器 3—被解冻品 4—载物台低频解冻 又称欧姆加热解冻、电阻加热解冻。低频解冻比空气和水解冻速度快2~3倍,但只能用于表面平滑的块状冻品解冻,冻品表面必须与上下电极紧密接触,否则解冻不均匀,易发生局部过热现象。

电解冻的两种方法对比:高频和低频解冻

以空气或水为传热介质进行解冻,是将热量通过传导、对流或辐射的方法,使食品升温,热量是从冷冻食品表面导入的,而电解冻属于内部加热。

电解冻种类很多,具有解冻速度快,解冻后品质下降少等优点。

(1)远红外解冻 这种解冻方法目前在肉制品解冻中已有一定的应用。构成物质的分子总以自己的固有频率在运行,当投射的红外辐射频率与分子固有频率相等时,物质就具有最大的吸收红外辐射的能力。要增大红外辐射穿透力,辐射能谱必须偏离冻品主吸收带,以非共振方式吸收辐射能。对冻品深层的加热,主要靠热传导方式。根据肉类食品红外吸收光谱的特点,投射到冻品表面波长2~25μm的红外辐射,除少量在表面被反射外,其余全部被食品吸收,并使其中水分子振动,产生内部能量,促使冻品解冻。目前多用于家用远红外烤箱中食品解冻。

(2)高频解冻 这种解冻方法是给予冷冻品高频率的电磁波。它和远红外辐射一样,也是将电能转变为热能,但频率不同。当电磁波照射食品时,食品中极性分子在高频电场高速反复振荡,分子间不断摩擦,使食品内各部位同时产生热量,在极短的时间内完成加热和解冻。

电磁波加热使用的频率,一般高频波(1~50MHz)是10MHz左右,微波(300MHz~30GHz)是2450MHz或915MHz。这种解冻装置的原理见图23-18。电磁波穿过食品表面向内部照射时,随穿透深度加大,能量迅速衰减。穿透深度与电磁波频率成反比,所以高频波的穿透深度是微波的5~14倍,比微波解冻的速度还要快。同时,因为高频解冻时,随冻品温度的上升,介电常数增加很快,高频电压渐渐难以作用于冻品,不会发生如微波解冻那样,使冻品局部过热的现象。-2~-3°C以上时,高频感应失去解冻作用,所以装置中设一冷却器,以控制环境温度。

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图23-18 高频解冻装置的原理图

1—解冻室 2—冷冻品 3、5—电极 4—冷却器 6—物台

目前国内外已有30kW左右的高频解冻设备投放市场(1t/h,解冻时间5~15min,半解冻),可以迅速、大量地对冻肉或其他冻制品进行解冻,所用频率为13MHz。

(3)微波解冻 与高频解冻原理一样,是靠物质本身的电性质来发热,利用电磁波对冻品中的高分子和低分子极性基团起作用,使其发生高速振荡,同时分子间发生剧烈摩擦,由此产生热量。国家标准规定,工业上用较小频率的微波,只有2450MHz和915MHz两个波带。

微波加热频率越高,产生的热量就越大,解冻也就越迅速。但是,微波对食品的穿透深度较小。微波发生器在2450MHz时,最大的输出功率只有6kW,并且其热能转化率较低,约为50%~55%。在915MHz时,转化率可提高到85%,可实现30~60kW的输出功率。微波加热解冻装置见图23-19。

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图23-19 微波加热解冻装置

1—风机 2—微波发生器 3—被解冻品 4—载物台

(4)低频解冻 又称欧姆加热解冻、电阻加热解冻。这种方法将冻品作为电阻,靠冻品的介电性质产生热量,所用电源为50~60Hz的交流电,原理图见图23-20。

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图23-20 低频解冻的原理图

1—活动电极 2—固定电极 3—自耦变压器

欧姆加热解冻是将电能转变为热能,通电使电流贯穿冻品容积时,将电能转化为热量。加热穿透深度不受冻品厚度的影响,这与高频解冻、微波解冻不同,加热量由冻品的电导和解冻时间决定。低频解冻比空气和水解冻速度快2~3倍,但只能用于表面平滑的块状冻品解冻,冻品表面必须与上下电极紧密接触,否则解冻不均匀,易发生局部过热现象。

(5)高压静电解冻 高压静电(电压5000~10000V)强化解冻,是一种有开发应用前景的解冻新技术。据报道,日本已应用于肉类解冻。这种解冻方法是将冻品放置于高压电场中,电场设置在0~-3°C的低温环境中,以食品为负极,利用高压下流过的微弱电流(10-6A)产生的效果,使食品解冻。据称,在环境温度-1~-3°C下,7kg金枪鱼解冻,从中心温度-20°C升至中心温度-4°C约需4h,且一个显著优点是内外解冻均匀。图23-21是这种解冻装置的示意图。

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图23-21 高压静电解冻装置

1—解冻槽 2—地床 3—绝缘子 4—高电压发生器

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