Tecnología de esterilización por microondas

Nombre: Yu Chuanhao ID de estudiante: 16140210089

Introducción a Chiniu: Desde un punto de vista bioquímico, el crecimiento y la reproducción normales de las bacterias incluyen el ácido nucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico ( ADN). Es una macromolécula rizada compuesta por varios enlaces de hidrógeno estrechamente conectados. Las microondas hacen que los enlaces de hidrógeno se relajen, se rompan y se reorganicen, induciendo así aberraciones genéticas o cromosómicas o incluso roturas. La esterilización por microondas utiliza efectos de campos electromagnéticos y efectos biológicos para matar microorganismos. La práctica ha demostrado que el uso de dispositivos de microondas tiene ventajas obvias en cuanto a la temperatura y el tiempo de esterilización, el mantenimiento de la calidad del producto, la vida útil del producto y el ahorro de energía.

Principio

Nariz de vaca integrada: esterilización por microondas

Pregunta de vaca integrada: ¿Cuáles son las características de la esterilización por microondas?

Texto de vaca incrustado:

Las microondas son ondas electromagnéticas con frecuencias de 300MHz a 300GHz.

El efecto térmico de las microondas es un proceso en el que las microondas interactúan directamente con los materiales para convertir ondas electromagnéticas de frecuencia ultraalta en energía térmica. La esterilización por microondas es el resultado de la acción simultánea del efecto térmico de las microondas y el efecto biológico. La distribución potencial de las microondas en la sección transversal de la membrana bacteriana afecta la concentración de electrones e iones alrededor de la membrana celular, cambiando así la permeabilidad de la membrana celular. Como resultado, las bacterias están desnutridas, no pueden metabolizarse normalmente y su metabolismo. el crecimiento y el desarrollo se ven obstaculizados y mueren.

Desde un punto de vista bioquímico, el ácido nucleico (ARN) y el ácido desoxirribonucleico (ADN) utilizados por las bacterias para su crecimiento y reproducción normales son macromoléculas enrolladas estrechamente conectadas por varios enlaces de hidrógeno. relajación, rotura y recombinación, induciendo así aberraciones genéticas o cromosómicas o incluso rotura. La esterilización por microondas utiliza efectos de campos electromagnéticos y efectos biológicos para matar microorganismos. La práctica ha demostrado que el uso de dispositivos de microondas tiene ventajas obvias en cuanto a la temperatura y el tiempo de esterilización, el mantenimiento de la calidad del producto, la vida útil del producto y el ahorro de energía.

Principio

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1. Efecto térmico de la energía de microondas: bajo la acción de una cierta intensidad del campo de microondas, los insectos y bacterias en los alimentos se polarizarán. fenómeno, absorbiendo energía de microondas para calentarse, desnaturalizando así la proteína y perdiendo actividad biológica. El efecto térmico de las microondas desempeña un papel principalmente en el calentamiento y la esterilización rápidos.

2. Efecto no térmico de la energía de las microondas: el campo eléctrico de alta frecuencia también cambia su potencial de membrana y su estructura molecular polar, provocando proteínas y sustancias fisiológicamente activas en los microorganismos para Se produce una mutación que provoca la pérdida de vitalidad o la muerte. Desempeña un papel especial en la esterilización que la esterilización física convencional no tiene y también es una de las causas de muerte bacteriana.

3. La esterilización y conservación por microondas son el resultado de la acción simultánea de los efectos térmicos y no térmicos de las microondas. Por lo tanto, la temperatura de esterilización por microondas es más baja que la de los métodos convencionales. En circunstancias normales, la temperatura de esterilización de los métodos convencionales es de 120 ℃ -130 ℃ y el tiempo es de aproximadamente 1 hora, mientras que la temperatura de esterilización por microondas es de solo 70 ℃ -105. ℃ y el tiempo es de unos 90-180 segundos.

Dispositivo de microondas

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El dispositivo de esterilización por calentamiento por microondas incluye las siguientes partes:

1. La parte que genera microondas se compone principalmente de generadores de microondas y conductos de microondas;

2. El cuerpo del horno o la parte de la cavidad está hecho de materiales que pueden reflejar las microondas y producir resonancia de microondas;

3. También hay un dispositivo de agitación o dispersión de microondas en el horno;

4. La parte sellada de la puerta puede evitar fugas de microondas;

5. La parte de control de operación incluye un dispositivo de bloqueo de seguridad.

Hoy en día, la producción a gran escala utiliza principalmente hornos de túnel con cinta transportadora.

Ventajas

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1. Corto tiempo y velocidad rápida

La esterilización térmica convencional utiliza conducción de calor, convección o radiación. transferido desde la superficie del alimento al interior. A menudo se necesita mucho tiempo para alcanzar la temperatura de esterilización.

La esterilización por microondas es la interacción directa de la energía de las microondas con los alimentos y microorganismos como las bacterias. El efecto térmico y el efecto no térmico trabajan juntos para lograr un rápido aumento de la temperatura y la esterilización. El tiempo de procesamiento se reduce considerablemente. generalmente de 3 a 5 minutos.

2. La esterilización a baja temperatura mantiene los nutrientes y el sabor tradicional.

La esterilización por microondas utiliza efectos térmicos y no térmicos especiales para esterilizar. En comparación con la esterilización térmica convencional, puede esterilizar a una temperatura más baja. temperatura y en menor tiempo. Se puede obtener el efecto de desinfección y esterilización requerido en menos tiempo. La práctica ha demostrado que la temperatura general de esterilización puede lograr el efecto de 75-80°C. Además, los alimentos procesados ​​en microondas pueden retener más nutrientes y color, aroma, sabor, forma y otros sabores, y tienen un efecto de inflado. Por ejemplo, la vitamina C retenida por las verduras tratadas térmicamente de forma convencional es de 46-50, mientras que la de las verduras calentadas por microondas es de 60-90. La vitamina A del hígado de cerdo calentado de forma convencional se mantiene en 58, mientras que la de las verduras calentadas por microondas. es 84.

3. Ahorre energía

La esterilización térmica convencional suele provocar pérdida de calor en el ambiente y en el equipo, mientras que las microondas procesan directamente los alimentos, por lo que no hay pérdida adicional de energía térmica. Además, su eficiencia de conversión de energía eléctrica a energía de microondas es del 70-80%. En comparación, generalmente puede ahorrar entre el 30-50% de la electricidad.

4. Tanto la superficie como el interior se realizan simultáneamente

La esterilización térmica convencional comienza desde la superficie del material y luego se transfiere al interior mediante conducción de calor. diferencia entre el interior y el exterior. Para mantener el sabor de los alimentos y acortar el tiempo de procesamiento, la temperatura dentro de los alimentos a menudo no alcanza la temperatura suficiente, lo que afecta el efecto de esterilización. Debido a que las microondas tienen un efecto penetrante, cuando los alimentos se procesan en su conjunto, tanto la superficie como el interior se ven afectados al mismo tiempo, por lo que la desinfección y esterilización son uniformes y exhaustivas.

5. Fácil de controlar

Para la esterilización de alimentos por microondas, el equipo se puede utilizar inmediatamente, sin la inercia térmica de la esterilización térmica convencional, y el funcionamiento es flexible y conveniente. la potencia se puede cambiar de cero a potencia nominal. Continuamente ajustable, la velocidad de transmisión se ajusta continuamente desde cero para un fácil control.

6. Equipos simples y tecnología avanzada

En comparación con la desinfección y esterilización convencionales, los equipos de esterilización por microondas no requieren calderas, complejos sistemas de tuberías, depósitos de carbón ni vehículos de transporte, etc., como siempre y cuando tenga las condiciones básicas de agua y luz son suficientes.

7. Mejore las condiciones de trabajo y ahorre espacio

El entorno de trabajo del equipo tiene baja temperatura y bajo nivel de ruido, lo que mejora enormemente las condiciones de trabajo. Todo el conjunto de equipos de microondas requiere sólo 2-3 operadores. Se utiliza ampliamente para calentar, secar y esterilizar cecina de res, cecina de cerdo, filetes de pescado, carnes salteadas, carne de pato, pollo y otros productos. Después de esterilizar los productos cárnicos en el microondas, su frescura, ternura y sabor seguirán siendo los mismos. Los indicadores higiénicos pueden ser completamente inferiores a los estándares nacionales de higiene de los alimentos. El tiempo de almacenamiento en los estantes puede ser de hasta 1 a 2 meses. La tecnología de conservación de productos cárnicos ha alcanzado un nuevo nivel. La aplicación exitosa ha extendido la vida útil de los 3 días originales a 1-2 meses, lo que ha llevado los logros técnicos a una nueva etapa.

Objetos de aplicación

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Los equipos de microondas pueden esterilizar artículos empaquetados y sin empaquetar y pueden usarse para:

●Productos alimenticios: pan , pasteles de luna, fideos, tofu, tofu seco, etc.

●Verduras: kimchi, brotes de bambú, setas, etc.

●Frutas: lichi, longan, etc.

●Se pueden esterilizar y procesar productos lácteos, condimentos, sabores y especias, sopas de fideos instantáneas, condimentos para ollas calientes y diversos líquidos.

Problemas

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(1) Calentamiento desigual en el microondas

1. Razones del calentamiento desigual en el microondas:

(1) El calentamiento por microondas es selectivo. Incluso en el mismo campo de microondas, diferentes materiales alimentarios tienen diferencias en el aumento de temperatura;

(2) El microondas tiene buena penetrabilidad, afectado por la reflexión, la penetración. refracción, absorción, etc., incluso la energía térmica generada por cada parte del mismo material alimenticio puede ser muy diferente;

(3) La concentración de esquina aguda del campo eléctrico, algunos también se llaman borde El microondas es un tipo de onda de radio y su campo eléctrico tiene una fuerte concentración en las esquinas. Esta es la razón principal del calentamiento desigual de los alimentos por microondas. El campo eléctrico se concentrará en las esquinas y estas partes generarán más calor y se calentarán rápidamente. Para superar los efectos adversos del efecto castaña de agua y los puntos calientes, la gente ha realizado muchas mejoras en los recipientes, como utilizar recipientes con esquinas redondeadas y recipientes con forma de anillo de tamaños apropiados tanto como sea posible, y remodelar los alimentos con esquinas afiladas. . Para superar las limitaciones del calentamiento por microondas, los equipos que combinan métodos de calentamiento por microondas e infrarrojo lejano se han convertido en una nueva tendencia en el desarrollo de hornos microondas.

(2) El impacto de las microondas en el cuerpo humano

Desde la perspectiva del principio de acción de las microondas, el cuerpo humano también absorberá microondas, por lo que la radiación de microondas también causará ciertos daño al cuerpo humano. Por lo general, cuando el cuerpo humano está expuesto a la radiación, la piel siempre siente primero la sensación de ardor, por lo que se puede evitar a tiempo. Sin embargo, cuando se expone a la radiación de microondas, debido a su penetrabilidad, los tejidos del cuerpo también se calientan al mismo tiempo y hay relativamente pocos nervios en el cuerpo humano, por lo que los órganos con baja resistencia al calor a menudo se dañan antes de que se sientan. incendio. Por ejemplo, los vasos sanguíneos, los ojos y los testículos son susceptibles a los daños causados ​​por las microondas. Las enfermedades comunes entre los trabajadores del radar son las cataratas y la infertilidad masculina. Debe prestar atención a la seguridad al utilizar microondas, pero no es necesario que esté tan nervioso como lo está con la radioactividad.

(3) Rotura de la bolsa de esterilización por microondas

Durante la operación de esterilización por microondas, además de prestar atención a no utilizar recipientes metálicos y bolsas aluminizadas o compuestas de aluminio, también existen bolsas que tienen han sido sellados durante el proceso de esterilización. El problema de las bolsas rotas es difícil de resolver y también es difícil adoptar el método de sellado después de la esterilización. Actualmente, la esterilización por microondas se puede realizar antes del envasado o después del envasado. Cuando los alimentos envasados ​​se esterilizan mediante calentamiento por microondas, la bolsa de embalaje explotará debido a la presión excesiva dentro de la bolsa. Por lo tanto, todo el proceso de esterilización por calentamiento por microondas debe realizarse bajo presión o el embalaje debe colocarse en un recipiente de vidrio presurizado para su procesamiento. .

(4) Problema de decoloración

Durante la esterilización por microondas de mostaza y otros productos, también se descubrió el problema de decoloración de los productos de mostaza.

Perspectivas de aplicación

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La tecnología de calentamiento por microondas tiene una amplia gama de aplicaciones, y su aplicación en el procesamiento de alimentos es solo una pequeña parte de ella. Se puede decir que en el proceso de comprensión de las características del calentamiento por microondas, la gente está desarrollando cada vez más dispositivos e instrumentos nuevos en combinación con las tecnologías existentes. Por ejemplo, refrigeradores combinados con hornos microondas y refrigeradores; hervidores y rizadores de cabello para microondas, secadoras y lavadoras que combinan calentamiento por microondas y lavadoras, medidores de humedad de baja temperatura, etc. El desarrollo de la tecnología de calentamiento por microondas está estrechamente relacionado con la comprensión y el dominio de las personas, así como con la demanda del mercado. Entre ellos, la mejora de los equipos de calentamiento por microondas y la tecnología de procesamiento es particularmente crítica.