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一种低频电磁场干燥挂面的方法

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2022-11-27 12:48:57

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 黄家章 | 2022-11-27 12:48:57

本公开技术成果是一种低频电磁场干燥挂面的方法,属于食品加工技术领域。该方法通过向面粉中掺入介电内核,然后采用射频加热的方法对湿面条进行加热,制备干燥挂面。本发明的挂面由射频加热器干燥而成,射频能量能穿透到物料的内部,使物料内外均匀受热。采用本方法,干燥后面条具有较低的含水量,可使食品在隔绝空气的包装条件下不添加任何防腐剂,增长保质期。

介电干燥是一种新颖的干燥技术,它通过加热极性分子,使之摩擦和随后的干燥产生热能。介电加热主要分为微波和射频两种。微波的频率主要在300 MHz ‐ 300 GHz,射频的频率范围主要在300 kHz ‐ 300 GHz之间。微波(2450 MHz)加热具有加热速率高、能量转化率高等优势,由于食品中最主要的介电物质为水,水的电磁波吸收与转化能力即介电常数与损耗因素高于食品其他组分,使得微波可以有针对性的选择含水量高的部分进行加热,这对于干燥来说意义重大。但是微波干燥作为食品加热技术时也有一些缺陷,由于加热仓内电磁场分布不均和物料内水分分布不均的缘故使加热均匀性方面存在较大的问题。另易引起边角集中效应,也会导致加热不均匀。另外,微波能量穿透深度较小。射频加热技术同样属于介电加热,与微波加热相比 ,射频加热穿透深度强,加热均匀性较好。同时产品温度不容易发生急速上升,加热过程易于控制。一般民用射频频率为27MHz,与传统的热风干燥相比 ,射频干燥同样具有能量转化率高,加热速率快、选择性加热等优势,但与微波(2450MHz)相比,由于电磁频率远低于微波,使得其加热速率同样低于微波加热。

干燥过程是挂面生产的一个关键步骤。热风干燥是目前应用最广泛的干燥方式,但产品干燥过程中存在传热缓慢、运行时间长、耗能高、降低食品感官及营养等缺点。为了克服热风干燥中的缺点,除了优化热风干燥的参数,研究新的干燥方法也成为了必要。20世纪初期,乳品生产开始应用喷雾干燥器,为大规模干燥液态物料提供了有力的工具。40年代开始,随着流化技术的发展,高强度、高生产率的沸腾床和气流式干燥器相继出现。而冷冻升华、辐射和介电式干燥器则为满足特殊要求提供了新的手段。60年代开始发展了远红外和微波干燥器。干燥器的未来发展将在深入研究干燥机理和物料干燥特性,掌握对不同物料的最优操作条件下,开发和改进干燥器;另外,大型化、高强度、高经济性,以及改进对原料的适应性和产品质量,是干燥器发展的基本趋势;同时进一步研究和开发新型高效和适应特殊要求的干燥器,如组合式干燥器、微波干燥器和远红外干燥器等。干燥器的发展还要重视节能和能量综合利用,如采用各种联合加热方式,移植热泵和热管技术,开发太阳能干燥器等;还要发展干燥器的自动控制技术、以保证最优操作条件的实现;另外,随着人类对环保的重视,改进干燥器的环境保护措施以减少粉尘和废气的外泄等,也将是需要深入研究的方向。

本成果开发团队包括江昊、邢亚楠、林倩、吴桂玲、张旭征、肖晓红、刘锐。北京金瑞典膳科技有限公司,成立于2015年,是由金沙河研究院管理的科技公司,办公地点位于北京市丰台区公益西桥。公司由三个部门构成:机械设计部、食品研发部、宣传策划部,共有员工20余人。金沙河食品产业技术研究院依托于河北金沙河面业集团,由中国农业科学院农产品加工研究所、农业部食物与营养发展研究所协助建设,通过产学研结合,在推动自身技术升级的同时,促进行业整体技术水平的发展。2012年,参与完成的“节能高效挂面加工技术和成套设备开发与产业化”项目获中国粮油学会科学技术进步一等奖。2014年,参与完成的“挂面生产关键技术与产业示范”项目获中国食品科学技术学会进步一等奖;并参与制定了《中华人民共和国粮食行业标准——挂面》。

射频能量在食品加工中的应用在供应链的早期便已开始,例如射频在辅助巴氏杀菌和干燥的过程中发挥着重要作用。美国国立卫生研究院(NIH)指出,干燥是许多食品行业和许多农业国家/地区不可缺少的过程。其研究指出,“大量的食品通过干燥来延长保质期、降低包装成本、减少运输重量、改善外观、保留原始味道以及保持营养价值。”用于商业干燥过程的射频能量可实现更高精度和更优控制,能够为许多其他农业应用提供诸多优势。例如,农民和工业食品生产商在抢收作物,以免干燥时间过长而造成作物干瘪。对于谷物、豆类和种子,射频干燥方法可以更快速地去除水分、缩短加工时间,使作物发挥最大潜力和营养价值。射频能量不仅可以更高效地烹饪家中的食物,还将成为获得优质营养的农业流程的一部分。MACOM和射频能量联盟正带头为这些应用实现固态技术,从而通过工艺消除价格和尺寸障碍。

按照经济效益(净利)可提高16%以上,按平均方法预算,转化所需资金为2000万元。