Обработка пищевых продуктов токами высокой частоты

Основы процесса.

Высокочастотный нагрев пищевого продукта является прогресивным техническим решением который позволяет интенсифицировать многие термические процессы. Однако данный метод будет эффективен лишь тогда когда для него найдена найболее рациональная область применения, преодалены различные трудности технические и в результате выход готового продукта и его качества будут высокими.

К техническим трудностям относится:

1. Конструкция электродов

2. Изменение электрофизических свойств обработки продукта

3. Малый КПД генераторов ВЧ и нестабильность их работы

4. Высокие требования к защите окружающей среды от ВЧ колебаний

Использование ВЧ нагрева в различных процессах

Сушка.

Характерной особенностью ВЧ нагрева является нагрев обрабатываемого продукта по всему объёму изделия что обеспечивает высокую интенсивность обработки. Конвективная сушка ТВЧ

Особенностью ВЧ метода обработки является то, что удельная мощность ……. в продукте зависит от электро физических характеристик этого продукта, который в свою очередь изменяются в процессе сушки от влажного продукта, его температуры и.т.д.

По мере высушивания продукта влажность его уменьшается и при этом коэффициент диэлектрических потерь уменьшается, что приводит к уменьшению выделяемой в материале энергии.

Удельная мощность рассеивания Р в материале необходимая для нагрева продукта и испарение влаги из него при ВЧ сушке определяется по уравнению:

r-плотность продукта

t- время нагрева, с

с- удельная теплоёмкость

t₁-начальная температура ⁰С

t₂-конечная температура ⁰С

r-скрытая теплота парообразования Дж/кг

W=количество удалённой влаги за время t

G- масса продукта в кг.

Характерна высокая скорость подвода тепла. В следствии этого имеет место высокая интенсивность парообразования в продукте.

Отличительная особенность ВЧ сушки заключается в том, что скорость подвода превышает скорость переноса пара в материале, что приводит к возникновению градиента давления.

1 кривая сушки. Для обычной конвективной сушки имеют место кривая 2 и 1.

Для ВЧ сушки имеют место кривые 1 2 3 представленный график позволяет сделать вывод что перенос влаги при ВЧ сушки происходит не только за счёт градиента влажности и градиента температуры но и за счёт градиента давления при наличае внутренних источников тепла.

Общее уравнение Лыкова характеризующее перенос влаги в продукте будет иметь вид:

(2)

q- плотность потока влаги

r₀-плотность влаги

a_ж- коэффициент влагопроводности

d- коэффициент термовлагопроводности

К_р- коэффициент переноса влаги обусловленный градиентом общего давления

ÑU, Ñt, ÑP – градиенты.

При нагреве однородного продукта в поле ТВЧ при равномерном прогреве его по всему объёму можно считать, что ÑU,и Ñt ®0 и тогда для ВЧ сушки уравнение (2) имеет вид

Главную роль при ТВЧ сушке будет играть избыточное давление в продукте, как результат интенсивного нагрева его за счет внутренних источников.

Перспективны комбинированные методы сушки, в которых ВЧ сушка не пользуется совместно с другими видами обработки. От этого эффект ТВЧ обработки увеличивается, так как если использовать только ТВЧ, то