一種低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻是頻率在3KHz?300MHz的電磁波。射頻加熱技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)產(chǎn)品和食品加工領(lǐng)域具有加熱時(shí)間短、穿透深度大、能源利用率高、加工過程可控性強(qiáng)、品質(zhì)高等特點(diǎn)，應(yīng)用潛力大，特別是在低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品的射頻加熱，如顆粒狀、粉末狀、粘稠狀物料等方面具有更大優(yōu)勢。與傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)方式相比，射頻對物料整體性加熱，避免了低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品因?qū)嵯禂?shù)低采用傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)方式(熱水、熱風(fēng)或蒸汽加熱)加工時(shí)間長、品質(zhì)差的缺點(diǎn)；與微波加熱相比，射頻加熱具有加熱模式重復(fù)性更好、電磁場分布更均勻、穿透力更大、投資成本更小等優(yōu)點(diǎn);此外，低導(dǎo)熱物料，水分主要以結(jié)合水形式存在，更適合采用射頻加熱。
[0003]但目前射頻加熱技術(shù)存在加熱后物料溫度分布不均的問題，其原因既有射頻電磁場自身的原因，又有物料的原因，還有電磁波與物料之間的原因。I)電磁場的原因，一方面由于設(shè)備的原因，射頻電磁場是交變、高頻、高壓的電磁場，頻率、電壓存在波動(dòng)；另一方面由于制造的原因，極板不可能嚴(yán)格平行、極板表面不夠光潔;2)物料的原因，物料的大小和形狀，以及內(nèi)部發(fā)熱物質(zhì)的分布不均勻，特別是極性分子分布不均;3)電磁波與物料之間的原因，射頻電磁波從空氣介質(zhì)進(jìn)入物料(二者為不同介質(zhì))將發(fā)生折射，表現(xiàn)為電磁場的歪曲。射頻加熱后的溫度分布不均將導(dǎo)致射頻加熱農(nóng)產(chǎn)品和食品可能沒有達(dá)到特定要求的殺蟲數(shù)量或殺菌不足的嚴(yán)重后果，或者不同程度地對農(nóng)產(chǎn)品和食品外觀和內(nèi)部品質(zhì)造成破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，實(shí)現(xiàn)射頻加熱的物料溫度均勻分布。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:提供第一塑料塊及第二塑料塊，所述第一塑料塊包設(shè)于待加熱物料的周偵U，所述第二塑料塊設(shè)置于所述待加熱物料的下側(cè);還提供相互平行設(shè)置的陽極板及陰極板，將所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料放置于所述陽極板及陰極板間的中心線上，且貼近所述陽極板;開啟與所述陽極板及陰極板相連的射頻波發(fā)生器，對所述待加熱物料進(jìn)行射頻加熱。
[0006]進(jìn)一步的，所述待加熱物料為圓柱形物料。
[0007]進(jìn)一步的，所述第一塑料塊為中部設(shè)置有圓形通孔的方形塑料塊，所述圓形通孔的內(nèi)側(cè)面包設(shè)于所述待加熱物料的周側(cè)。
[0008]進(jìn)一步的，所述第二塑料塊為圓柱形塑料塊，所述第二塑料塊的半徑小于所述待加熱物料的半徑。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料的介電常數(shù)相同。
[0010]進(jìn)一步的，還提供一傳送帶，所述傳送帶用于傳送所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料，所述第一塑料塊與傳送帶之間設(shè)置有第一圓環(huán)狀支撐物，所述第二塑料塊與傳送帶之間設(shè)置有第二圓環(huán)狀支撐物。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一圓環(huán)狀支撐物與第二圓環(huán)狀支撐物所用材料為聚丙烯。
[0012]進(jìn)一步的，還提供一光纖在線溫度監(jiān)測儀，所述光纖在線溫度監(jiān)測儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述待加熱物料的溫度。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:本發(fā)明通過包設(shè)于待加熱物料周側(cè)的第一塑料塊及設(shè)置于待加熱物料下側(cè)的第二塑料塊將歪曲的射頻電磁波隔離在待加熱物料之外，實(shí)現(xiàn)在射頻加熱的過程中待加熱物料的溫度分布均勻;并且提高了射頻加熱速率，提高了農(nóng)產(chǎn)品和食品加熱后品質(zhì)，且不增加射頻加熱時(shí)的能源消耗，該方法簡單、可操作性強(qiáng)、調(diào)控性好、成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的射頻加熱裝置的局部位置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是圖1的橫截面剖視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的射頻加熱裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的第一圓環(huán)狀支撐物及第二圓環(huán)狀支撐物的橫截面示意圖。
[0018]圖中:1-射頻波發(fā)生器；11-陽極板；12_陰極板;21-第一塑料塊;22-第二塑料塊；23-第一圓環(huán)狀支撐物;24-第二圓環(huán)狀支撐物;3-待加熱物料;4-傳送帶;5-光纖在線溫度監(jiān)測儀。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0020]請參照圖1至圖3，本實(shí)施例的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法提供第一塑料塊21及第二塑料塊22，所述第一塑料塊21為中部設(shè)置有圓形通孔的方形塑料塊，所述圓形通孔的內(nèi)側(cè)面包設(shè)于圓柱形的待加熱物料3的周側(cè)，即待加熱物料3放置于所述圓形通孔內(nèi)；所述第二塑料塊22為圓柱形塑料塊，其半徑略小于所述待加熱物料的半徑，設(shè)置于所述待加熱物料3的下側(cè)，其中，第一塑料塊21及第二塑料塊22采用與所述待加熱物料3介電常數(shù)相同或相近的塑料;還提供相互平行設(shè)置的陽極板11及陰極板12，將所述第一塑料塊21、第二塑料塊22及待加熱物料3放置于所述陽極板11及陰極板間12的中心線上，且貼近所述陽極板11，在此結(jié)構(gòu)的支持下，歪曲的射頻電磁波被隔離在待加熱物料3之外;開啟與所述陽極板11及陰極板12相連的射頻波發(fā)生器I，對所述待加熱物料3進(jìn)行射頻加熱，在加熱過程中，待加熱物料3的溫度保持均勻分布。
[0021]于本實(shí)施例中，還提供一傳送帶4，所述傳送帶4用于傳送所述第一塑料塊21、第二塑料塊22及待加熱物料3，由于第一塑料塊21及第二塑料塊22的底面不一定保持持平，因此采用不同高度的第一圓環(huán)狀支撐物23及第二圓環(huán)狀支撐物24分別墊在第一塑料塊21及第二塑料塊22的底面，使兩者保持將待檢測物料3與空氣隔離的狀態(tài)，為了不影響電磁場對待加熱物料3的加熱效果，所述第一圓環(huán)狀支撐物23和第二圓環(huán)狀支撐物24采用聚丙烯材料，所述第一圓環(huán)狀支撐物24及第二圓環(huán)狀支撐物24的橫截面示意圖如圖4所示。
[0022]于本實(shí)施例中，還提供一光纖在線溫度監(jiān)測儀5，所述光纖在線溫度監(jiān)測儀5用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述待加熱物料3的溫度，具體實(shí)施時(shí)，可將測溫探頭放置于相應(yīng)位置，比如待加熱物料3的中部。
[0023]所述待加熱物料3為低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品，尤以顆粒狀、粉末狀、粘稠狀物料優(yōu)勢更大;在此，以花生醬為例進(jìn)行進(jìn)一步介紹:
由于花生醬為低水分粘稠物料，其獨(dú)特的固-膠-液混合體系的質(zhì)構(gòu)特性，使得各組分熱阻及流動(dòng)阻力較大，采用射頻殺菌比傳統(tǒng)加熱殺菌具有較大優(yōu)勢;且花生醬為高蛋白、高油脂的預(yù)包裝即食食品，營養(yǎng)高、風(fēng)味佳，食用范圍廣，細(xì)菌感染事件波及范圍廣，采用射頻殺菌具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。具體實(shí)施時(shí)，先用一圓柱形器皿將花生醬裝好，按圖1和圖2所示將之與第一塑料塊21及第二塑料塊22裝配好，其中與花生醬介電常數(shù)相近的塑料是聚醚酰亞胺;射頻加熱時(shí)，采用6 kW、27.12 MHz的射頻加熱系統(tǒng)，于本實(shí)施例中，花生醬的尺寸為Φ 100 X 50mm，兩極板間距為84mm，待加熱物料3底面距陰極板上表面高度為25.5mm，第二塑料塊22的尺寸為Φ 80 X 12.7_。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:提供第一塑料塊及第二塑料塊，所述第一塑料塊包設(shè)于待加熱物料的周側(cè)，所述第二塑料塊設(shè)置于所述待加熱物料的下側(cè);還提供相互平行設(shè)置的陽極板及陰極板，將所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料放置于所述陽極板及陰極板間的中心線上，且貼近所述陽極板;開啟與所述陽極板及陰極板相連的射頻波發(fā)生器，對所述待加熱物料進(jìn)行射頻加熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:所述待加熱物料為圓柱形物料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:所述第一塑料塊為中部設(shè)置有圓形通孔的方形塑料塊，所述圓形通孔的內(nèi)側(cè)面包設(shè)于所述待加熱物料的周側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:所述第二塑料塊為圓柱形塑料塊，所述第二塑料塊的半徑小于所述待加熱物料的半徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料的介電常數(shù)相同。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:還提供一傳送帶，所述傳送帶用于傳送所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料，所述第一塑料塊與傳送帶之間設(shè)置有第一圓環(huán)狀支撐物，所述第二塑料塊與傳送帶之間設(shè)置有第二圓環(huán)狀支撐物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:所述第一圓環(huán)狀支撐物與第二圓環(huán)狀支撐物所用材料為聚丙烯。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，其特征在于:還提供一光纖在線溫度監(jiān)測儀，所述光纖在線溫度監(jiān)測儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述待加熱物料的溫度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低導(dǎo)熱農(nóng)產(chǎn)品和食品射頻加熱方法，提供第一塑料塊及第二塑料塊，所述第一塑料塊包設(shè)于待加熱物料的周側(cè)，所述第二塑料塊設(shè)置于所述待加熱物料的下側(cè)；還提供相互平行設(shè)置的陽極板及陰極板，將所述第一塑料塊、第二塑料塊及待加熱物料放置于所述陽極板及陰極板間的中心線上，且貼近所述陽極板；開啟與所述陽極板及陰極板相連的射頻波發(fā)生器，對所述待加熱物料進(jìn)行射頻加熱。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了射頻加熱的物料溫度均勻分布。
【IPC分類】H05B6/00
【公開號】CN105554929
【申請?zhí)枴緾N201610102023
【發(fā)明人】施火結(jié), 李西兵, 林 建, 何金成, 張德暉, 鄭文鑫
【申請人】福建農(nóng)林大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月25日