5. Размораживание

Размораживание представляет собой нагрев продукта с переходом через криоскопическую температуру. Закономерности размораживания продуктов в СВЧ-поле достаточно сложны. Упрощенная модель следующая.

Одним из отличий размораживания от разогрева является практическое отсутствие потерь теплоты на испарение влаги из продукта. Поэтому формула принимает упрощенный вид:

При размораживании параметры ипостоянны, апочти не изменяется. Заметно изменяются лишь(Рис. 43) ив связи с превращением льда в воду (удельная теплоемкость воды примерно в 2 раза выше теплоемкости льда). Поэтому вместо уравнения можно записать:

,

где – константа, определяемая условиями размораживания.

Таким образом, темп нагрева при размораживании непостоянен и изменяется с изменением и(Рис. 44). При температурахнаблюдается резкий скачок, его значение увеличивается примерно в 8-10 раз. Экспериментальная зависимостьдля продуктов влажностью 65-95 % может быть хорошо аппроксимирована соотношениями:

Рис. 43. Зависимость для говядины на частоте 2400 МГц

Рис. 44. Размораживание кулинарных изделий в СВЧ-поле

(Масса 0,5 кг, мощность 2 кВт): 1 – судак; 2 – говядина тушеная; 3 – курица в белом соусе

Согласно этому соотношению переход через криоскопическую температуру резко увеличивает темп нагрева. Одновременное повышение теплоемкости продукта несколько ослабляет эффект скачка (примерно в 2 раза). Поэтому размораживание рекомендуют вести в два этапа (Рис. 45). На первом этапепроцесс осуществляют при пониженной мощности, а на втором- при нормальной.

Рис. 45. Графики размораживания продукта:

а - регулирование мощности; б - температура продукта при размораживании

Полный режим приготовления после размораживания включает также этапы достижения кулинарной готовности и поддержания этой температуры.

3. Свч размораживатели

Производство и спрос на СВЧ-размораживатели обусловлены значительным увеличением производства и продажи замороженных продуктов. Традиционные способы размораживания воздухом и проточной водой неэффективны, занимают много времени и не обеспечивают сохранность питательных веществ в продуктах. Это стимулирует расширение производства и продажи СВЧ-размораживателей.

Размораживание продуктов в СВЧ-поле происходит значительно быстрее благодаря их объемному нагреву, при этом питательная ценность продуктов сохраняется лучше. Особенностью размораживания, происходящего в СВЧ-поле, является резкое изменение диэлектрических свойств пищевых продуктов при переходе из замороженного в размороженное состояние. Однако это приводит к некоторым техническим затруднениям при практическом применении метода. В замороженных продуктах диэлектрическая проницаемость и фактор потерь приближается к параметрам льда, а после размораживания они резко увеличиваются. Вследствие этого оттаявшие участки продуктов быстро перегреваются и процесс становится неуправляемым.

В результате такой обработки может оказаться, что отдельные части продуктов будут готовы к употреблению, а другие останутся еще не размороженными. Такое положение является следствием неравномерной тепловой обработки продуктов в рабочих камерах СВЧ-приборов, так как процесс размораживания происходит в поле стоячей волны. Поэтому равномерный нагрев продуктов, особенно при их размораживании, является основной проблемой, стоящей перед проектировщиками СВЧ-приборов.

Для равномерного нагрева продукт механически перемещают внутри камеры, помещая его на подставку, которая совершает вращательное, поступательное или вращательно-поступательное движение. Другим способом для равномерного нагрева продукта является возмущение картины электромагнитного поля внутри камеры с помощью использования специальных металлических отражателей - стирреров, создающих фазовые сдвиги векторов электрических полей и тем самым способствующих более равномерному нагреву. Эти способы, повышающие равномерность нагрева при тепловой обработке, не решают указанной проблемы при размораживании продуктов. Проблема равномерного нагрева, особенно при размораживании, разрешена комплексным применением указанных способов, путем так называемого «автоматического цикла размораживания» совместно со стиррером и вращающейся подставкой.

«Автоматический цикл размораживания» предусматривает периодический режим работы СВЧ-генератора на более низком уровне выходной мощности. Периодичность работы СВЧ-генератора составляет . Паузы между кратковременной работой генератора служат для выравнивания температуры внутри нагреваемого продукта путем передачи тепла нагретых участков в менее нагретые.

Исследования, проведенные отечественными и зарубежными специалистами, позволяют сделать следующие выводы по СВЧ-размораживанию:

1) по биологической, ценности мясо, прошедшее СВЧ-обработку, практически не отличается от продукта, размораживание которого проведено традиционным путем;

2) по органолептическим свойствам рыба, размороженная СВЧ-способом, лучше рыбы, размороженной традиционным способом.

Влияние СВЧ-обработки на пищевые продукты, в том числе и на витамины, является предметом достаточно сложных исследований. Так, проблема использования электромагнитных СВЧ-печей для размораживания овощей и фруктов, подвергнутых низкотемпературному замораживанию, недостаточно изучена и ограниченно освещена в литературе. Установлено, что размораживание в поле СВЧ-энергии приводит к меньшим потерям неорганических веществ. При традиционном способе размораживания часть минеральных веществ теряется вместе с вытекающей влагой. При СВЧ-размораживании потери влаги меньше и, как следствие, меньше потери неорганических веществ.