Studiul Factorilor care Influenteaza Încălzirea cu Microunde

Scopul lucrării

Lucrarea de laborator urmăreşte influenta masei produsului, influenta caracteristicilor sursei (puterea cuptorului) si influenta ambalajului (forma) la procesarea cu microunde.

Principiul metodei

Factorii care influenţează încălzirea cu microunde sunt:

- proprietati ale produsului supus incalzirii :

- proprietăţi dielectrice ale alimentelor (constanta dielectrica, factorul de pierdere dielectric, tangenta la pierdere)

- proprietati fizice si termice ale alimentelor (forma produsului, aria suprafetei, densitatea, marimea, masa produsului, continutul de umiditate etc.)

- proprietati ale sursei de microunde (frecventa, puterea microundelor si viteza incalzirii)

- proprietăţi ale ambalajului utilizat

- influenta materialului ambalajului (materiale transparente la microunde, materiale care capteaza sau reflecta microundele)

- forma si dimensiunile ambalajului

Microundele sunt radiaţii electromagnetice de frecvenţă ridicată, cu valori cuprinse între

300 MHz si 300 GHz.

Datorită dezvoltării utilizărilor posibile şi, în consecinţă, a riscului de interferare cu comunicaţiile, s-a stabilit o convenţie internaţională care a definit frecvenţele utilizabile în domeniul industrial, ştiinţific şi medical. Pentru aplicaţiile în industria alimentară se folosesc în general frecvenţele de 2450 MHz şi 915 MHz, cu lungimile de undă 12,2 cm, respectiv 32,8 cm.

Într-un cuptor cu microunde, microundele sunt generate de un dispozitiv electronic numit magnetron care emite energie radiantă de înaltă frecvenţă. Aceasta energie este transmisă în incinta cuptorului printr-un tub, numit ghid de unde. Spaţiul închis constituit de pereţii incintei cuptorului serveşte la reflectarea microundelor şi crearea unui sistem de rezonanţă. Un agitator distribuie microundele in interiorul incintei cuptorului (fig.1). O instalaţie de 2450 MHz foloseşte o serie de magnetroane cu putere individuală cuprinsă între 2,5 şi

3 kW.

Fig.1. Schiţa unui cuptor cu microunde

1 – produs alimentar supus tratării;

2 - incinta cuptorului cu microunde;

3 – agitator;

4 – ghid de unde;

5 – magnetron.

Produsul alimentar, cu sau fără ambalaj situat în incinta cuptorului va capta energia câmpului de microunde.

Încălzirea cu microunde este rezultatul interacţiunii dintre constituenţii alimentelor şi câmpul electromagnetic care işi schimbă foarte repede polaritatea (de miliarde de ori pe secundă).

Încălzirea cu microunde este o încălzire de volum. Aceasta se poate explica prin însăşi modul de producere a încălzirii. Microundele penetrează materialul dielectric constituit de produsul alimentar (cu ambalajul său), iar prin mecanisme de conducţie ionică şi rotaţia dipolului, se produce căldură, care este apoi difuzată spre suprafaţă. Din această cauză, temperatura suprafeţei va avea o valoare mai mică decât interiorul produsului.

Microundele pot fi absorbite, transmise şi reflectate.De exemplu, produsele alimentare constituie un material dielectric (datorită constituenţilor: apă, proteine, glucide) prin care microundele penetrează uşor şi sunt absorbite în proporţie de peste 50%.

Studiul factorilor care influenteaza incalzirea cu microunde trebuie sa tina cont ca

- Tratamentul sa fie facut individual, fiecare ambalaj fiind amplasat central pe platanul cuptorului

- Temperatura initiala a tuturor ambalajelor sa fie constanta (aprox. 18oC 20oC)

Descrierea aparaturii

S-a folosit metoda uscării într-un câmp de microunde asigurat de către un cuptor SAMSUNG tip M9G45, cu o putere de ieşire P = 900 W, la o frecvenţă de lucru  = 2450 MHz.