一种微波加热方法及智能微波系统技术方案

本发明专利技术涉及食品加工的技术领域，公开了一种微波加热方法与智能微波系统。该方法包括利用第一水循环系统将预热腔内的水加热到预热温度并对食品预热；利用微波将微波加热腔内的水加热到加热杀菌温度并对食品加热，利用第二水循环系统使水温维持在加热杀菌温度并对食品杀菌；利用第三水循环系统将冷却腔内的水加热到冷却温度并对食品冷却。该智能微波系统用于控制食品加载装置将食品移进/移出工作腔体及在腔体中移动、对腔体内水流速度和水温实时监控以及控制微波发生功率。本发明专利技术借助食品加载装置和智能微波系统，实现微波加热的工业化应用；利用独立的水循环系统，提高了食品加热质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品加工新
，具体涉及一种微波加热方法及智能微波系统。
技术介绍
微波是指频率范围在300MHz—300GHz之间的电磁波。微波已经广泛应用于现代的雷达及通信
除应用于除通信外，微波对介电物质的加热特性使其成为食品热加工的新技术。传统的热加工方法是用高温灭菌锅以热水或蒸汽为热源，将包装好的食品在121.1℃的热水或蒸汽中被加热60-90分钟以灭活腐败性致病菌保证食品的安全性。在热处理过程中，伴随着致病菌的灭活，食品营养及感官品质因受热而下降。理论上，提高灭菌温度，降低加热时间可以在保证微生物致死率的前提下，提高食品品质，但是传统的热水或蒸汽加热方法是以从外至内的温度差为动力传递热量，受限于食品较低的传热系数，该方法加热不均匀且耗时较长，因此传统的热加工方法难以在保证食品安全的同时大幅提高食品的品质。随着现代生活节奏的加快，传统的加工食品已经不能满足人们对高品质、便捷食品的需求，因此各种新的科学技术被尝试应用到食品领域以生产安全、高质、长保质期的产品，其中微波加热技术被视为最具有产业化前景的加热技术。微波加热技术虽然已经在家用微波炉中广泛应用，但是在工业灭菌方面受限于技术及装备，至今没有推广。微波灭菌技术在工业应用中还存在诸多技术难题，如加热不均匀，冷点位置不固定等。
技术实现思路
本专利技术提供一种微波加热方法及智能微波系统，解决了微波加热技术无法工业化推广及加热不均匀、冷点不固定的问题。本专利技术可通过以下技术方案实现：一种微波加热方法，包括：步骤一，在预热腔内注入水，利用第一水循环系统将预热腔内的水加热直至达到预热温度，将待加热的食品装入食品载体，将所述食品载体一个个堆叠在一起放入预热腔；步骤二，在恒温杀菌腔和一个或多个微波加热腔内注入水，利用微波将微波加热腔内的水进行加热，直至水温达到加热杀菌温度，利用第二水循环系统使水温维持在加热杀菌温度；步骤三，达到预热时间后，利用食品加载装置将完成预热堆叠在一起的多个食品载体提升，然后一个接一个平推放入微波加热腔内，对食品进行微波加热并使食品载体在微波加热腔内移动；步骤四，待食品完成微波加热后，利用食品加载装置将食品载体一个接一个平推放入恒温杀菌腔内；步骤五，在冷却腔内注入水，利用第三水循环系统将冷却腔内的水达到冷却温度，达到杀菌时间后，利用食品加载装置将恒温杀菌腔内的食品载体一个接一个平推放入冷却腔内；步骤六，食品在冷却腔内达到冷却时间后，利用食品加载装置将食品载体一个接一个移出冷却腔。进一步，所述预热温度为30度到60度，所述加热杀菌温度为90度到125度，所述冷却温度为0度到25度。进一步，所述预热时间为15-40分钟，所述杀菌时间为3-15分钟，所述冷却时间为5-10分钟。进一步，所述食品载体在微波加热腔内的移动速度为2-10m/min。一种基于如上所述的微波加热方法的智能微波系统，所述智能微波系统能够控制食品加载装置将食品移进/移出预热腔，一个或多个微波加热腔、恒温杀菌腔和冷却腔及在各腔体中的移动，对预热腔、一个或多个微波加热腔和恒温杀菌腔、冷却腔内部的各水循环系统的循环水的水流速度和水温进行实时监控以及控制微波发生功率。进一步，所述智能微波系统包括控制器，所述控制器和微波发生器相连，用于控制微波功率；所述控制器和预热水泵相连，用于控制所述预热腔的水流速度，所述控制器和预热热交换器相连，用于控制所述预热腔的水温；所述控制器和加热水泵相连，用于控制所述多个微波加热腔和恒温杀菌腔的水流速度，所述控制器和加热热交换器相连，用于控制所述多个微波加热腔和恒温杀菌腔的水温；所述控制器和冷却水泵相连，用于控制所述冷却腔的水流速度，所述控制器和冷却热交换器相连，用于控制所述冷却腔的水温；所述控制器和提升伺服电机相连，用于将堆叠在一起的多个食品载体提升一个接一个平推放入微波加热腔内；所述控制器和传送伺服电机相连，用于将食品载体一个接一个从微波加热腔平推进入恒温杀菌腔，再从恒温杀菌腔平推进入冷却腔以及在微波加热腔、恒温杀菌腔和冷却腔内的移动速度。进一步，所述控制器根据设置在预热腔内的预热温度传感器的反馈控制水温维持在预热温度；所述控制器根据设置在恒温杀菌腔内的加热温度传感器的反馈控制水温维持在加热杀菌温度；所述控制器根据设置在冷却腔内的冷却温度传感器的反馈控制水温维持在冷却温度。进一步，所述控制器根据设置在预热腔内定时器的反馈控制预热时间；进一步，在预热腔、恒温杀菌腔和一个或多个微波加热腔、冷却腔内的水流速度是匀速的；食品载体在一个或多个微波加热腔、恒温杀菌腔和冷却腔内的移动速度也是匀速的且根据食品的不同设置不同的移动速度。本专利技术有益的技术效果在于：借助食品加载装置和智能微波系统，实现了微波加热的工业化应用；利用独立的水循环系统，提高了食品加热质量。附图说明图1为本专利技术整体结构框图；图2为本专利技术加热腔体结构示意图；图3为本专利技术食品加载装置结构示意图；图4为本专利技术微波加热腔立体结构示意图；图5为本专利技术微波加热腔侧视示意图；图6为本专利技术喇叭口和振荡腔立体结构示意图；其中，1-预热腔，2-微波加热腔，3-恒温杀菌腔，4-冷却腔、5-预热出水口、6-预热进水口、7-加热出水口、8-加热进水口、9-冷却出水口、10-冷却进水口、11-预热水泵、12-预热热交换器、13-加热水泵、14-加热热交换器、15-冷却水泵、16-冷却热交换器、17-食品载体、18-伺服电机提升平推装置、19-水平链条装置、20-杀菌链条装置、21-冷却链条装置、22-轴突、23-金属屏蔽板、24-链条、25-喇叭口、26-振荡器、27-微波调节器、28-波导系统。具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术整体结构示意图。一种微波加热智能化装置，包括微波发生器、波导系统、加热腔体、食品加载装置和智能微波系统，该装置以大功率微波源为能量，通过波导系统将微波源导入加热腔体，将包装食品迅速加热，灭菌。微波源的频率为890-940MHz和2400-2500MHz之间，频率波动小于2MHz。如图2所示，加热腔体分为四个部分：预热腔1，多个微波加热腔2，恒温杀菌腔3和冷却腔4。整个腔体为不锈钢材料制作。这四个部分均注满不同温度的水，包装好的食品通过食品加载装置在水中依次通过这四个部分，这四个部分均有独立的水循环系统，每个部分的水温可根据需要设置，每个部分设温度监控点，外部配热交换器以实时调节水温，并且系统内部可根据水温不同设置不同的压力，从0到0.3MPa。预热腔和第一个微波加热腔通过第一隔板隔断，恒温杀菌腔和冷却腔之间通过第二隔板隔断，第一隔板和第二隔板固定在腔体底部且和腔体顶部不接触，各个微波加热腔和恒温杀菌腔之间相通。在预热腔下部设置预热进水口5，上部设置预热出水口6，在预热进水口5和预热出水口6之间通过预热水泵11和预热热交换器12相连，水循环系统利用预热水泵11和预热热交换器12完成水在预热腔内部循环流动且保持水温稳定；在第一微波加热腔下部设置加热进水口7，在恒温杀菌腔上部设置加热出水口8，在加热进水口7和加热出水口之间8通过加热水泵13和加热热交换器14相连，水循环系统利用加热水泵13和加热热交换器14完成水在微波加热腔和恒温杀菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波加热方法，其特征在于，包括：步骤一，在预热腔内注入水，利用第一水循环系统将预热腔内的水加热直至达到预热温度，将待加热的食品装入食品载体，将所述食品载体一个个堆叠在一起放入预热腔；步骤二，在恒温杀菌腔和一个或多个微波加热腔内注入水，利用微波将微波加热腔内的水进行加热，直至水温达到加热杀菌温度，利用第二水循环系统使水温维持在加热杀菌温度；步骤三，达到预热时间后，利用食品加载装置将完成预热堆叠在一起的多个食品载体提升，然后一个接一个平推放入微波加热腔内，对食品进行微波加热并使食品载体在微波加热腔内移动；步骤四，待食品完成微波加热后，利用食品加载装置将食品载体一个接一个平推放入恒温杀菌腔内；步骤五，在冷却腔内注入水，利用第三水循环系统将冷却腔内的水达到冷却温度，达到杀菌时间后，利用食品加载装置将恒温杀菌腔内的食品载体一个接一个平推放入冷却腔内；步骤六，食品在冷却腔内达到冷却时间后，利用食品加载装置将食品载体一个接一个移出冷却腔。

【技术特征摘要】
1.一种微波加热方法，其特征在于，包括：步骤一，在预热腔内注入水，利用第一水循环系统将预热腔内的水加热直至达到预热温度，将待加热的食品装入食品载体，将所述食品载体一个个堆叠在一起放入预热腔；步骤二，在恒温杀菌腔和一个或多个微波加热腔内注入水，利用微波将微波加热腔内的水进行加热，直至水温达到加热杀菌温度，利用第二水循环系统使水温维持在加热杀菌温度；步骤三，达到预热时间后，利用食品加载装置将完成预热堆叠在一起的多个食品载体提升，然后一个接一个平推放入微波加热腔内，对食品进行微波加热并使食品载体在微波加热腔内移动；步骤四，待食品完成微波加热后，利用食品加载装置将食品载体一个接一个平推放入恒温杀菌腔内；步骤五，在冷却腔内注入水，利用第三水循环系统将冷却腔内的水达到冷却温度，达到杀菌时间后，利用食品加载装置将恒温杀菌腔内的食品载体一个接一个平推放入冷却腔内；步骤六，食品在冷却腔内达到冷却时间后，利用食品加载装置将食品载体一个接一个移出冷却腔。2.如权利要求1所述的微波加热方法，其特征在于：所述预热温度为30度到60度，所述加热杀菌温度为90度到125度，所述冷却温度为0度到25度。3.如权利要求1所述的微波加热方法，其特征在于：所述预热时间为15-40分钟，所述杀菌时间为3-15分钟，所述冷却时间为5-10分钟。4.如权利要求1所述的微波加热方法，其特征在于：所述食品载体在微波加热腔内的移动速度为2-10m/min。5.一种基于权利要求1所述的微波加热方法的智能微波系统，其特征在于：所述智能微波系统能够控制食品加载装置将食品移进/移出预热腔，一个或多个微波加热腔、恒温杀菌腔和冷却腔及在各腔体中的移动，对预热腔、一个或多个微波加热腔和恒温...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾东磊，王易芬，焦阳，程琦，张柔佳，阎若萍，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海;31