CN105554929A - 一种低导热农产品和食品射频加热方法 - Google Patents

一种低导热农产品和食品射频加热方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低导热农产品和食品射频加热方法，提供第一塑料块及第二塑料块，所述第一塑料块包设于待加热物料的周侧，所述第二塑料块设置于所述待加热物料的下侧；还提供相互平行设置的阳极板及阴极板，将所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料放置于所述阳极板及阴极板间的中心线上，且贴近所述阳极板；开启与所述阳极板及阴极板相连的射频波发生器，对所述待加热物料进行射频加热。本发明实现了射频加热的物料温度均匀分布。

Description

一种低导热农产品和食品射频加热方法
技术领域
本发明涉及一种低导热农产品和食品射频加热方法。
背景技术
射频是频率在3KHz～300MHz的电磁波。射频加热技术应用在农产品和食品加工领域具有加热时间短、穿透深度大、能源利用率高、加工过程可控性强、品质高等特点，应用潜力大，特别是在低导热农产品和食品的射频加热，如颗粒状、粉末状、粘稠状物料等方面具有更大优势。与传统热传导方式相比，射频对物料整体性加热，避免了低导热农产品和食品因导热系数低采用传统热传导方式（热水、热风或蒸汽加热）加工时间长、品质差的缺点；与微波加热相比，射频加热具有加热模式重复性更好、电磁场分布更均匀、穿透力更大、投资成本更小等优点；此外，低导热物料，水分主要以结合水形式存在，更适合采用射频加热。
但目前射频加热技术存在加热后物料温度分布不均的问题，其原因既有射频电磁场自身的原因，又有物料的原因，还有电磁波与物料之间的原因。1）电磁场的原因，一方面由于设备的原因，射频电磁场是交变、高频、高压的电磁场，频率、电压存在波动；另一方面由于制造的原因，极板不可能严格平行、极板表面不够光洁；2）物料的原因，物料的大小和形状，以及内部发热物质的分布不均匀，特别是极性分子分布不均；3）电磁波与物料之间的原因，射频电磁波从空气介质进入物料（二者为不同介质）将发生折射，表现为电磁场的歪曲。射频加热后的温度分布不均将导致射频加热农产品和食品可能没有达到特定要求的杀虫数量或杀菌不足的严重后果，或者不同程度地对农产品和食品外观和内部品质造成破坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低导热农产品和食品射频加热方法，实现射频加热的物料温度均匀分布。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：提供第一塑料块及第二塑料块，所述第一塑料块包设于待加热物料的周侧，所述第二塑料块设置于所述待加热物料的下侧；还提供相互平行设置的阳极板及阴极板，将所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料放置于所述阳极板及阴极板间的中心线上，且贴近所述阳极板；开启与所述阳极板及阴极板相连的射频波发生器，对所述待加热物料进行射频加热。
进一步的，所述待加热物料为圆柱形物料。
进一步的，所述第一塑料块为中部设置有圆形通孔的方形塑料块，所述圆形通孔的内侧面包设于所述待加热物料的周侧。
进一步的，所述第二塑料块为圆柱形塑料块，所述第二塑料块的半径小于所述待加热物料的半径。
进一步的，所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料的介电常数相同。
进一步的，还提供一传送带，所述传送带用于传送所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料，所述第一塑料块与传送带之间设置有第一圆环状支撑物，所述第二塑料块与传送带之间设置有第二圆环状支撑物。
进一步的，所述第一圆环状支撑物与第二圆环状支撑物所用材料为聚丙烯。
进一步的，还提供一光纤在线温度监测仪，所述光纤在线温度监测仪用于实时监测所述待加热物料的温度。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过包设于待加热物料周侧的第一塑料块及设置于待加热物料下侧的第二塑料块将歪曲的射频电磁波隔离在待加热物料之外，实现在射频加热的过程中待加热物料的温度分布均匀；并且提高了射频加热速率，提高了农产品和食品加热后品质，且不增加射频加热时的能源消耗，该方法简单、可操作性强、调控性好、成本低。
附图说明
图1是本发明一实施例的射频加热装置的局部位置结构示意图。
图2是图1的横截面剖视图。
图3是本发明一实施例的射频加热装置的整体结构示意图。
图4是本发明一实施例的第一圆环状支撑物及第二圆环状支撑物的横截面示意图。
图中：1-射频波发生器；11-阳极板；12-阴极板；21-第一塑料块；22-第二塑料块；23-第一圆环状支撑物；24-第二圆环状支撑物；3-待加热物料；4-传送带；5-光纤在线温度监测仪。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1至图3，本实施例的低导热农产品和食品射频加热方法提供第一塑料块21及第二塑料块22，所述第一塑料块21为中部设置有圆形通孔的方形塑料块，所述圆形通孔的内侧面包设于圆柱形的待加热物料3的周侧，即待加热物料3放置于所述圆形通孔内；所述第二塑料块22为圆柱形塑料块，其半径略小于所述待加热物料的半径，设置于所述待加热物料3的下侧，其中，第一塑料块21及第二塑料块22采用与所述待加热物料3介电常数相同或相近的塑料；还提供相互平行设置的阳极板11及阴极板12，将所述第一塑料块21、第二塑料块22及待加热物料3放置于所述阳极板11及阴极板间12的中心线上，且贴近所述阳极板11，在此结构的支持下，歪曲的射频电磁波被隔离在待加热物料3之外；开启与所述阳极板11及阴极板12相连的射频波发生器1，对所述待加热物料3进行射频加热，在加热过程中，待加热物料3的温度保持均匀分布。
于本实施例中，还提供一传送带4，所述传送带4用于传送所述第一塑料块21、第二塑料块22及待加热物料3，由于第一塑料块21及第二塑料块22的底面不一定保持持平，因此采用不同高度的第一圆环状支撑物23及第二圆环状支撑物24分别垫在第一塑料块21及第二塑料块22的底面，使两者保持将待检测物料3与空气隔离的状态，为了不影响电磁场对待加热物料3的加热效果，所述第一圆环状支撑物23和第二圆环状支撑物24采用聚丙烯材料，所述第一圆环状支撑物24及第二圆环状支撑物24的横截面示意图如图4所示。
于本实施例中，还提供一光纤在线温度监测仪5，所述光纤在线温度监测仪5用于实时监测所述待加热物料3的温度，具体实施时，可将测温探头放置于相应位置，比如待加热物料3的中部。
所述待加热物料3为低导热农产品和食品，尤以颗粒状、粉末状、粘稠状物料优势更大；在此，以花生酱为例进行进一步介绍：
由于花生酱为低水分粘稠物料，其独特的固-胶-液混合体系的质构特性，使得各组分热阻及流动阻力较大，采用射频杀菌比传统加热杀菌具有较大优势；且花生酱为高蛋白、高油脂的预包装即食食品，营养高、风味佳，食用范围广，细菌感染事件波及范围广，采用射频杀菌具有迫切的现实意义。具体实施时，先用一圆柱形器皿将花生酱装好，按图1和图2所示将之与第一塑料块21及第二塑料块22装配好，其中与花生酱介电常数相近的塑料是聚醚酰亚胺；射频加热时，采用6kW、27.12MHz的射频加热系统，于本实施例中，花生酱的尺寸为Φ100×50mm，两极板间距为84mm，待加热物料3底面距阴极板上表面高度为25.5mm，第二塑料块22的尺寸为Φ80×12.7mm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：提供第一塑料块及第二塑料块，所述第一塑料块包设于待加热物料的周侧，所述第二塑料块设置于所述待加热物料的下侧；还提供相互平行设置的阳极板及阴极板，将所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料放置于所述阳极板及阴极板间的中心线上，且贴近所述阳极板；开启与所述阳极板及阴极板相连的射频波发生器，对所述待加热物料进行射频加热。
2.根据权利要求1所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：所述待加热物料为圆柱形物料。
3.根据权利要求2所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：所述第一塑料块为中部设置有圆形通孔的方形塑料块，所述圆形通孔的内侧面包设于所述待加热物料的周侧。
4.根据权利要求2所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：所述第二塑料块为圆柱形塑料块，所述第二塑料块的半径小于所述待加热物料的半径。
5.根据权利要求1所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料的介电常数相同。
6.根据权利要求1所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：还提供一传送带，所述传送带用于传送所述第一塑料块、第二塑料块及待加热物料，所述第一塑料块与传送带之间设置有第一圆环状支撑物，所述第二塑料块与传送带之间设置有第二圆环状支撑物。
7.根据权利要求6所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：所述第一圆环状支撑物与第二圆环状支撑物所用材料为聚丙烯。
8.根据权利要求1所述的低导热农产品和食品射频加热方法，其特征在于：还提供一光纤在线温度监测仪，所述光纤在线温度监测仪用于实时监测所述待加热物料的温度。
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