微波杀菌技术

PPTDESIGN微波加热杀菌微波加热杀菌技术PPTDESIGN•微波杀菌概述•微波杀菌机理•微波杀菌特点•微波杀菌装置•微波杀菌应用PPTDESIGN一、概述•微波是一种波长在1mm-1m即相应的频率300－300000MHz的电磁波。目前应用在我国食品工业中的微波加热设备的固定专用频率为915MHz和2450MHz，其中微波炉一般为2450MHz，应用在工业加工中的常为915MHz。PPTDESIGN•微波杀菌是当代一类崭新的技术,它加热时间短、升温速度快、杀菌均匀,既有利于保持食品功能成分的生理活性,又有利于保持原料的色、香、味及营养成分,而且无化学物质残留,安全性提高。PPTDESIGN二、微波杀菌机理•食品微波杀菌的机理包括热效应和非热化效应，微波杀菌正是利用热效应和非热化效应起到对微生物的杀灭作用。•热效应是指进入生物系统的电磁能转化为热能所引起的生物效应，是由分子热运动产生的效应，表现为生物体的温度逐渐上升。微波作用于食品时，食品表面和中心同时吸收微波能，同时食品中的微生物细胞在微波场的作用下，其分子被极化并做高频振荡，产生热效应，使细胞内温度升高温度的快速升高使微生物体内蛋白质等生物大分子变性失活，导致细菌代谢异常，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。PPTDESIGN•非热力效应是指微波灭菌与通常的热杀菌相比，在一定温度下杀灭微生物的时间缩短或在相同条件下微生物致死温度降低，细胞所发生的生理、生化和功能上的变化，又称生物效应。微波作用过程是交变磁场对其中水、蛋白质、核酸等极性分子发生作用的过程。一方面使极性分子产生高速取向运动，相互摩擦，导致内部温度急剧升高；另一方面生物分子的化学键受到破坏使微生物细胞内的蛋白质、核酸等分子结构变性或失活，对微生物产生破坏作用。在升温的同时，微波会使细胞膜破裂和改变脂质体的渗透性，对微生物细胞赖以与外界交换能量和信息的保持其正常生态活动的离子通道产生影响，使微生物细胞调节功能出现严重障碍，进而达到灭菌的目的。PPTDESIGN三、微波杀菌的特点•时间短且速度快微波利用其选择透射作用,使食品内外均匀,迅速升温杀灭细菌。处理时间大大缩短。在强功率密度强度下甚至只要几秒或数十秒即达满意效果。•低温杀菌可保证食品质量一般杀菌温度在75～80℃处理3～5min,容易造成营养流失。微波杀菌比常规热力杀菌在较低温度、较短的时间内就能获得较好的灭虫杀菌效果,而且无外来物污染,能够保留更多的有效成分,保持原有的色香、味等。PPTDESIGN•杀菌彻底常规热力杀菌是从物料表面开始,通过热传导,由表及里渐次加热!内外存在温差梯度,造成内外杀菌效果不一致,愈厚问题就愈突出。而微波的穿透性使表面与内部同时受热,并且热效应和非热效应共同作用,杀菌效果好。•效率高,节约能源,操控方便微波可直接使食品内部介质分子产生热效应,微波能可被屏蔽,而且装置本身不被加热,不需传热介质,因此,能量损失少,效率比其他方法高。PPTDESIGN•微波杀菌比传统热力杀菌具有优势明显,但微波加热的不均匀性仍然是不可忽视的缺陷。其原因是:①食品物料通常含有多种成分,微波的选择性加热会使食品不同部位的温度上升产生差异,导致加热的不均匀性;②微波加热时,其穿透、吸收、反射、折射会相互影响,会使被加热物体的不同部分产生较大的热能差异。③微波电场的棱角效应也是导致加热不均的主要原因之一。目前的微波食品机械还不能有效的避免加热不均的缺陷,还需从微波场中热量、能量的产生和传导机理上寻找解决问题的突破口。PPTDESIGN五、微波杀菌装置•间歇式及半间歇式装置•微波炉是间歇式装置的典型代表。在间歇式加热中，加热炉中电场分布很难均匀，因此在设计时，要想办法使加热均匀，大多数微波加热采用叶片状反射板(搅拌器)旋转或转盘装载杀菌物料回转的方法，使加热均匀。PPTDESIGN微波炉PPTDESIGN旋转箱式微波杀菌装置，优点在于可以使更多的产品同时受到均匀的照射处理。PPTDESIGN•连续式微波杀菌装置•在大批量产品进行连续式微波加热杀菌生产中，一般采用传送带式隧道微波装置。•在实际生产中，应注意：•（1）大多数设备的物料出入口为开放式结构，在此处硬注意防止微波泄漏。•（2）尽量保证物品的均匀加热。可通过安装旋转搅拌器使电场均匀分布，也可将微波由一个地方输入改为多处以并列方式输入，还可将1根总波导管输出的微波分配成几个小功率的电源并列运转。PPTDESIGN传送带式微波杀菌装置PPTDESIGN液体管道式PPTDESIGN•加压式微波杀菌装置•密封包装的食品一加热，内部的气体等会膨胀，因此常常难以进行充分的杀菌。为解决这一问题，人们研究出了加压状态下对包装食品进行微波加热杀菌的方法。杀菌室中控制微波输出功率，使产品温度保持稳定，并在杀菌必需的温度下保持一定时间，因此该装置可以防止密封容器被破坏。PPTDESIGN•热水并用的加压输送式微波杀菌装置•该装置能用于密封包装后的食品的杀菌。为了控制微波加热不均匀问题，将包装食品置于充满热水的加热室中，热水和微波并用杀菌，这种方法可解决加热不均匀问题，但以热水为介质进行微波加热与直接微波加热法对比，存在热水吸收微波的问题。此外，该方法不适用与低温杀菌。PPTDESIGN•微波杀菌技术能够很大程度的保持食品物料的营养成分，杀菌效果显著，可以使食品不添加防腐剂而延长保存期。微波杀菌技术的优势逐渐受到人们的重视，应用也遍及粮油制品、调味品、禽肉制品、豆制品和奶制品、果蔬杀菌保鲜、水产品等方面。五、微波杀菌在食品中的应用PPTDESIGN•在粮油食品上的应用•一般粮油制品的货架期比较短，因其含有大量的营养物质，易滋生细菌而腐败变坏。一般的常规加热杀菌中，食品内部的细菌很难被杀死，从而导致其货架期变短且品质下降。微波具有极强的穿透性，能将制品表面和内部的细菌均杀死，而使其保鲜期增加数倍。PPTDESIGN•在果蔬食品中的应用•微波杀菌技术在果蔬保鲜方面的应用主要有两个作用：杀菌和灭酶。果蔬品在采摘、运输和加工过程中，不可避免地会受到一些机械损伤，由于细菌和酶的作用会使果蔬很快失去营养价值和市场价值。若采用热力杀菌方法，产品经过高温长时间的热处理后，其风味和口感变差。利用微波杀菌在短时间内既可以杀死细菌同时还可以使酶失活，并且保持了果蔬的价值。PPTDESIGN•在肉禽等食品中的应用•肉制品的杀菌一般采用高温高压杀菌，杀菌时间长，能耗大，营养成分和风味物质损失大，而利用微波杀菌不仅速度快，效果好，而且能较好地解决软包装肉制品的杀菌问题。PPTDESIGN•在液态食品上的应用•微波杀菌现在已经广泛应用于液体食品，如乳制品、果蔬汁饮料、啤酒、调味品等。液体食品容易发生霉变和细菌含量超标现象，微波杀菌具有温度低、速度快的点，既能杀灭饮料中的各种细菌，又能防止其贮藏过程中的霉变。PPTDESIGN•如今，微波技术在食品、医疗和高科技领域内得到越来越广泛的应用。但是，在工业化生产中，其应用及推广较缓慢。究其原因，除了微波设备成本较高外，对微波杀菌技术的基础研究缺乏也是原因之一。今后微技术的研究需注重以下几个方面：研究和总结微波杀菌过程的科学规律，特别是非热杀菌机制；积极探索微波杀菌与其他杀菌方法相结合的杀菌效果；研制规范化和系列化、实用性强的微波杀菌设备，以适应现代食品工业发展的要求；确定不同产品微波杀菌的具体工艺参数，扩大和加快微波技术的工业化进程。•虽然目前尚存在一些不足，但随着研究的进一步深化，食品的微波杀菌工艺也将逐渐得以改善。微波技术在食品工业中的应用涉及多学科的知识，只要各学科能加强合作、充分渗透，微波技术的应用必将拥有更加广阔的前景。PPTDESIGN谢谢！