آلية تسخين الميكروويف
تحتوي أجهزة الميكروويف على كمية معينة من الطاقة (طاقة المجال الكهرومغناطيسي). في ظل ظروف معينة، يمكن استخدامه كمصدر للطاقة.
للميكروويف تأثيرات فيزيائية وكيميائية وبيولوجية وغيرها على المواد، ويمكن استخدامه لأغراض مختلفة، ولكن الأكثر استخدامًا هو تسخين الميكروويف. تقدم هذه المقالة هذه النقطة بشكل رئيسي.
تسخين الميكروويف هو تذبذب كهرومغناطيسي عالي التردد للغاية يعمل على جزيئات المادة القطبية، مما يتسبب في تغيير الترتيب الجزيئي واتجاهه بشكل جذري، مما يؤدي إلى تأثير "احتكاك" شديد يؤدي إلى تسخين المادة. هذه العملية هي تحويل طاقة المجال الكهرومغناطيسي بالموجات الدقيقة إلى طاقة حرارية.
جزيئات الماء هي جزيئات قطبية وتمتص الموجات الميكروية بقوة. عندما تتعرض مادة تحتوي على رطوبة إلى إشعاع ميكروويف قوي بدرجة كافية، فإن جزيئات الماء الموجودة فيها تمتص الميكروويف وتسخن وتتبخر بسرعة، ويمكن تجفيف المادة بسرعة.
التعقيم بالميكروويف هو نتيجة التأثير المشترك للتأثيرات الحرارية للميكروويف والتأثيرات البيولوجية. التأثير الحراري للميكروويف على البكتيريا هو تدمير البروتينات، مما يتسبب في فقدان البكتيريا لظروف التغذية والتكاثر والبقاء على قيد الحياة والموت؛
التأثير البيولوجي هو أن المجال الكهربائي بالموجات الدقيقة يغير التوزيع المحتمل للمقطع العرضي لغشاء الخلية، مما يؤثر على تركيز الإلكترونات والأيونات حول الخلية، وبالتالي يغير نفاذية غشاء الخلية.
تعاني البكتيريا من سوء التغذية ولا يمكنها التمثيل الغذائي بشكل طبيعي. تتعطل بنية البكتيريا ووظيفتها، ويتوقف نموها وتطورها وتموت. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحمض النووي (RNA) والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA)، اللذين يحددان النمو الطبيعي والتكاثر الجيني المستقر للبكتيريا، عبارة عن جزيئات كبيرة ملفوفة مرتبطة بإحكام بواسطة عدة روابط هيدروجينية.
يمكن لحقل الموجات الميكروية القوي بما فيه الكفاية أن يتسبب في استرخاء الروابط الهيدروجينية، وكسرها، وإعادة تجميعها، وبالتالي إحداث طفرات جينية، أو انحرافات صبغية، أو حتى الكسر. يستخدم التعقيم بالموجات الدقيقة التأثيرات الحرارية والبيولوجية للمجالات الكهرومغناطيسية لتدمير الكائنات الحية.
ولذلك فإن درجة حرارة التعقيم بالميكروويف أقل من الطرق التقليدية، فقط 70-105 درجة، ويستغرق الوقت حوالي 3-5 دقيقة فقط.
خصائص التسخين بالميكروويف
التدفئة سريعة وموحدة
ليست هناك حاجة لعملية التوصيل الحراري. يمكنه اختراق المواد الساخنة في لحظة. يمكن أن يصل عمق الاختراق إلى عدة سنتيمترات أو حتى أكثر من عشرة سنتيمترات. يمكنه تحويل طاقة الميكروويف إلى طاقة حرارية في ثوانٍ إلى عشرات الثواني. تتميز أجهزة الميكروويف بتسخين انتقائي، مما يجعل التسخين أكثر تجانسًا.
توفير الطاقة والكفاءة العالية
نظرًا لأن المواد التي تحتوي على رطوبة يمكنها بسهولة امتصاص الموجات الدقيقة وتوليد الحرارة، فلا يوجد تقريبًا أي خسارة أخرى باستثناء كمية صغيرة من فقدان الإرسال. بالمقارنة مع التسخين بالأشعة تحت الحمراء البعيدة، فإن التسخين بالميكروويف يوفر 1/3 من الطاقة.
مكافحة العفن والتعقيم والحفظ
التسخين بالميكروويف له تأثيرات حرارية وبيولوجية، لذلك يمكنه قتل العفن والتعقيم عند درجات حرارة منخفضة؛ فإنه يمكن تعظيم نشاط المواد والفيتامينات واللون والمواد المغذية في الغذاء.
التكنولوجيا المتقدمة، قادرة على الإنتاج المستمر
يمكن تحقيق التسخين أو الإنهاء طالما يتم التحكم في طاقة الميكروويف. إنها تمتلك نظام نقل كامل لضمان الإنتاج المستمر، تحقيق التحكم بالكمبيوتر وتوفير العمالة.
آمنة وغير ضارة
نظرًا لأنه يتم التحكم في طاقة الميكروويف في غرفة التسخين والدليل الموجي المصنوع من المعدن، فإنه يتم التحكم في الميكروويف بشكل فعال. لا يوجد خطر إشعاعي أو انبعاث غاز ضار، ولا يتم توليد حرارة مهدرة، ولا تلوث الطعام ولا البيئة. تحسين ظروف العمل.
خدمة
المعدات تحتل مساحة صغيرة وتوفر الاستثمار.
لا يقتصر تطبيق تكنولوجيا طاقة الميكروويف في تجهيز الأغذية على التجفيف والتعقيم وتحسين جودة المنتج؛ كما أنها توفر وسائل تكنولوجية جديدة قوية لتطوير منتجات جديدة.
أدى استخدام تكنولوجيا الموجات الدقيقة لتحويل واستبدال طرق المعالجة التقليدية إلى توسيع الطريق لتطوير وإنتاج منتجات جديدة. فالأطعمة المقلية، على سبيل المثال، لا يمكن تصنيفها على أنها "أطعمة خضراء" لأنها قد تحتوي على كمية صغيرة من المواد المسرطنة.
01
ومع ذلك، فإن الأطعمة المعالجة باستخدام أفران الميكروويف بدلاً من عمليات القلي التقليدية (المعكرونة سريعة التحضير الخالية من الزيت، والأطعمة المنتفخة بالميكروويف، وما إلى ذلك) لا تحتوي على أي مخاوف تتعلق بالسرطان. ومثال آخر هو طريقة تجفيف الخضار المجففة بالتجميد، وهي ذات جودة عالية ولكن تكلفتها مرتفعة والمنتج غالي الثمن، مما يجعلها في متناول معظم الناس.
02
يستخدم إنتاج الخضروات المجففة في الصين بشكل أساسي التجفيف بالهواء الساخن، وتستخدم عملية السلق الماء الساخن بدرجة 80-90، مما يتسبب في فقدان العديد من العناصر الغذائية. أول طريقة جديدة للجمع بين شركتناالميكروويفويستخدم التجفيف بالهواء الساخن لإنتاج الخضروات المجففة.
03
جودة المنتج قريبة من جودة التجفيف بالتجميد، ويتم تقليل التكلفة بشكل كبير. مثال آخر هو أنه بالمقارنة مع طريقة الاستخلاص التقليدية، فإن عملية الاستخلاص بالميكروويف تتمتع بكفاءة استخلاص أعلى.
04
الوقت هو فقط بضعة أعشار من الطريقة الأصلية، مما يقلل من استهلاك الطاقة والمذيبات وتوليد النفايات، والاستثمار في المعدات هو 1٪ فقط من طريقة استخراج ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج.
خاتمة
