Дефростация электромагнитными волнами высокой частоты

02.02.2018

Чего общего у самолета и тушенки? Современную пищевую переработку невозможно представить без использования заморозки. Мясо, рыба имеют весьма ограниченный срок хранения, если их не заморозить. Однако тут же встает вопрос – что же делать с замороженным продуктом, когда его необходимо пускать в переработку?

Процесс разморозки может происходить несколькими способами. О некоторых из них мы рассказывали тут.

Теперь давайте подробнее поговорим о дефростации электромагнитными волнами высокой частоты. Из физики мы знаем, что тепло может передаваться тремя основными способами – теплопередача, конвекция и излучение. В связи с особенностями пищевой промышленности и продукта в основном применяется конвекция. При этом замороженные блоки нагревают паром в специальных камерах. У данного метода есть много минусов, прежде всего - длительность и трудозатратность.

Однако открытие электромагнитных волн и исследование их влияния на разные вещества дали еще один способ передачи тепла – нагрев в электромагнитном поле высокой частоты. Электромагнитное поле воздействует на каждый диполь (прежде всего на молекулы воды), сообщает ему энергию, диполи начинают колебаться и создают межмолекулярное трение, благодаря которому и нагревается продукт.

Несмотря на открытое явление, использовать его в промышленности никто не торопился. Однако развивалась радиолокация. Общая тенденция развития – уменьшение длины волны, и, следовательно, увеличение ее частоты. Так радар работает точнее, а сам он, вместе с антенной, становится компактнее. К концу Второй Мировой войны появились локаторы сантиметрового диапазона, устанавливаемые на самолеты. Без радиолокации невозможно представить современную авиацию и мир вообще.

К 60-ым годам ХХ века, как результат применения военных технологий в быту, в США появились первые домашние СВЧ печи.

На данный момент используются две технологии разморозки продуктов в электромагнитном поле. Это нагрев радиоволнами высокой частоты (РВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ). Принципиальное отличие – длина волны; для РВЧ она измеряется в метрах, для СВЧ – в сантиметрах.

Существует эмпирическое правило, согласно которому максимальный эффект достигается на глубине 1/10 длины волны в продукте. Для СВЧ это означает, что прогревается неглубокий приповерхностный слой, а далее нагрев идет традиционным путем. Для РВЧ это означает, что напряженность поля будет максимальна во всем объеме.

СВЧ создает магнетрон, который имеет определенные ограничения по мощности, поэтому в промышленных установках их используют в больших количествах. Управление ими – задача сложная. Дело в том, что излученная магнетроном энергия должна быть поглощена продуктом, иначе она повредит сам магнетрон. Именно поэтому не рекомендуется включать бытовые СВЧ печи вхолостую.

В отличие от СВЧ, РВЧ создаются с помощью радиочастотного генератора (одного-двух) и параллельных пластин излучателя, между которыми и помещается продукт. В связи с этим нет особой разницы, имеется продукт между пластинами или нет. Кроме того, ресурс триодов генератора в десятки раз выше, чем у магнетронов.

Из-за отраженной энергии и сложности управления СВЧ установкой ее реальное КПД меньше, чем установки РВЧ, на 10-15%.

Короткая длина волны СВЧ требует повышенное внимание к биологической защите. Любое отверстие более 1/10 длины волны может стать источником опасности. Из-за этого же от РВЧ проще защититься. Достаточно металлического кожуха.

При всех плюсах РВЧ технологии она не является идеалом. К примеру, ее невозможно применить в быту из-за массивности установок. Также РВЧ обладают большей селективностью и дифференцированным взаимодействием, то есть по-разному передают энергию разным продуктам. Это затрудняет РВЧ обработку продуктов, состоящих из нескольких компонентов.

Дефростирование, а также сушка, с помощью СВЧ/РВЧ – стремительно развивающееся направление, которое дает огромные возможности для экономии средств и ресурсов. Воспользуйтесь возможностью совершить рывок вперед вместе с "БЕСТЕК-Инжиниринг".



Наверх

Наверх