Техника и технология обработки продуктов с использованием ВЧ

Санкт-Петербургский  государственный университет Сервиса  и экономики 
 

Реферат

По  технике и технологии сферы сервиса

На  тему: «Техника и технология обработки продуктов

с использованием ВЧ» 
 

Выполнила студентка 3 курса

заочного  отделения 

специальность 0606

Федоров Н.Ф.

Проверил______________ 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2009 

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….....3

Что представляют из себя микроволны? .............................................................4

Способы нагрева………………………………………………………………….4

Особенности сверхвысокочастотной энергии…………………………………. 5

СВЧ-печи…………………………………………………………………………. 7

СВЧ-размораживатели  ………………………………………………………...…7

СВЧ-сублиматоры……………………………………………………………….. 9

Испытание сверхвысокочастотных бытовых приборов……………………... 10

Заключение ………………………………………………………………………12

Список использованной литературы …………………………………………..13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

    Участие человека в экономической деятельности характеризуется его потребностями  и возможностями их удовлетворения, которые обусловлены характеристиками человеческого потенциала: здоровьем, нравственностью, творческими способностями, образованием и профессионализмом. Таким образом, человек в рыночной экономике выступает, с одной стороны, как потребитель экономических благ, производимых организациями, а с другой - как обладатель способностей, знаний и навыков, необходимых организациям, государственным и общественным органам.

    Концепция качества трудовой жизни основывается на создании условий, обеспечивающих оптимальное  использование трудового потенциала человека. Качество трудовой жизни можно повысить, изменив в лучшую сторону любые параметры, влияющие на жизнь людей. Это включает, например, участие работников в управлении, их обучение, подготовку руководящих кадров, реализацию программ продвижения по службе, обучение работников методам более эффективного общения и поведения в коллективе, совершенствование организации труда и др. В результате трудовой потенциал получает максимальное развитие, а организация - высокий уровень производительности труда и максимальную прибыль. Существует множество определений того, что называется качеством трудовой жизни. В данной работе оно определяется как степень (уровень) удовлетворения членами организации своих личных потребностей, достижения своих личных целей и исполнения сильных желаний посредством работы в данной организации. Создание программ и методов повышения качества трудовой жизни является одним из важных аспектов управления персоналом.

    Улучшение качества трудовой жизни предусматривает  улучшение социально-экономического содержания труда, развития тех характеристик трудового потенциала, которые позволяют предпринимателям более полно использовать интеллектуальные, творческие, организаторские, нравственные способности человека. Соответствующее качество трудовой жизни должно создать условия для того, чтобы дать выход творческим способностям самого работника, когда главным мотивом становится не зарплата, не должность, не условия труда, а удовлетворение от трудовых достижений в результате самореализации и самовыражения.  
 
 
 
 

    Что представляют из себя микроволны?

    Микроволнами  являются электромагнитные волны высокой  частоты и короткой длины, подобно  радиоволнам и лучам солнца.

    Микроволны  используются в радиосвязи, радиовещании и, не в последнюю очередь, в микроволновых печах. 

    Способы нагрева

    Технологическая обработка самых различных объектов почти всегда включает в себя термообработку и в первую очередь нагрев или  сушку.

    При традиционных способах нагрева и  сушки (конвективном, радиационным и  контактном) нагрев объекта происходит по поверхности. Если теплопроводность объекта низка, что имеет место у диэлектриков, то термообработка объекта происходит медленно, с локальным перегревом поверхности нагрева, отчего возможно подгорание этой поверхности, возникновение внутренних механических напряжений. Все это в конечном счете может привести к выходу объекта из строя.

    Сверхвысокочастотным  называется нагрев объекта энергией электромагнитного поля сверхвысоких частот. Электромагнитная волна, проникая в объект, взаимодействует с заряженными частицами. Совокупность таких микроскопических процессов приводит к поглощению энергии поля в объекте. Полное описание эффекта может быть получено лишь с помощью квантовой теории. Ограничимся учетом макроскопических свойств материальной среды, описываемых классической физикой.

    В зависимости от расположения в них  зарядов молекулы диэлектрической  среды могут быть полярными и  неполярными. В некоторых молекулах  расположение зарядов столь симметрично, что в отсутствии внешнего электрического поля их электрический дипольный момент равен нулю. Полярные молекулы обладают некоторым электрическим дипольным моментом и в отсутствии внешнего поля. При наложении внешнего электрического поля неполярные молекулы поляризуются, то есть симметрия расположения их зарядов нарушается, и молекула приобретает некоторый электрический момент.

    Под действием внешнего поля у полярных молекул не только меняется величина электрического момента, но и происходит поворот оси молекулы по направлению  поля. Обычно различают электронную, ионную, дипольную и структурную поляризации диэлектрика. На СВЧ наибольший удельный вес имеют дипольная и структурная поляризации, так что выделение тепла возможно даже в отсутствии тока проводимости.

    СВЧ устройства для технологических  целей работают на частотах, установленных международными соглашениями. Для термообработки в диапазоне СВЧ наиболее часто используются электромагнитные колебания на частотах 433, 915, 2375 (2450) Мгц.

    Если  вместо традиционных способов нагрева  использовать нагрев с помощью энергии СВЧ колебаний, то из-за проникновения волны в глубь объекта происходит преобразование этой энергии в тепло не на поверхности, а в его объеме, и потому можно добиться более интенсивного нарастания температуры при большей равномерности нагрева по сравнению с традиционными способами нагрева. Последнее обстоятельство в ряде случаев приводит к улучшению качества изделия.

    СВЧ термообработка обладает рядом других преимуществ. Так, отсутствие традиционного  теплоносителя обеспечивает стерильность процесса и безинерционность регулирования нагревом. Изменяя частоту, можно добиться нагрева различных компонентов объекта. СВЧ электротермические установки занимают площадь меньшую, чем аналогичные установки с традиционным энергоприводом, и оказывают меньшее вредное воздействие на окружающую среду при лучших условиях труда обслуживающего персонала. 

Особенности сверхвысокочастотной энергии

    Сверхвысокочастотная (СВЧ) энергия, используемая для нагрева  различных веществ, может быть применена  для приготовления пищи, сушки белья, размораживания продуктов и в других бытовых устройствах, где необходима тепловая энергия. Однако широкое распространение СВЧ-энергия получила только в технологии приготовлении пищи, что связано с особенностями физического процесса нагрева СВЧ-полей. Под действием переменного поля в веществе возникает поляризация, т. е. направленное перемещение связанных электрических зарядов. Для веществ, в состав которых входит вода, главным видом поляризации является дипольная, вызванная несимметрией расположения атомов водорода относительно атома кислорода. Поляризация молекул со сверхвысокой частотой вызывает трение между ними с выделением теплоты, которая тем больше, чем выше частота f и напряженность Е поля. Удельная тепловая энергия, выделяемая веществом, (Вт/см³),

P = 0,566е'tgдfE²10-¹²,

где е ' - диэлектрическая проницаемость.

    При пересечении СВЧ-полем проводника возникает поверхностный эффект, заключающийся в том, что движение носителей тока вытесняется к поверхности. Чем больше частота, тем больше проявляется действие поверхностного эффекта. За глубину проникновения принимают глубину, на которой напряженность поля уменьшается в е раз (е - основание натуральных логарифмов).

    Глубина проникновения электромагнитного  поля в вещество умень-шается с увеличением е', tg б, f, а выделяемая тепловая энергия повышается. Исходя из этого рабочая частота для СВЧ-приборов должна быть выбрана из компромиссных соображений. В настоящее время решением Международной комиссии по радиочастотам для бытовых СВЧ-приборов выделена частота 2450 МГц.

    СВЧ-нагрев по сравнению с традиционными  способами нагрева обладает следующими преимуществами.

1. При СВЧ-нагреве  генерация теплоты происходит  внутри самого нагревательного  продукта. Если при тепловой обработке  продуктов традиционными способами расходуется теплота на нагрев посуды и окружающей среды, то в СВЧ-приборах почти вся теплота идет на нагрев продуктов, а посуда нагревается незначительно в результате получения теплоты от горячего продукта. Таким образом, непроизводительные потери теплоты значительно снижаются.

2.Продолжительность  тепловой обработки продуктов  СВЧ-энергией значительно сокращается.

3. За счет  сокращения времени тепловой  обработки СВЧ-энергией снижаются потери массы продуктов на 10-30 % при сохранении витаминов, органических и минеральных веществ, естественного цвета и вкусовых качеств.

4.При применении  СВЧ-приборов в быту снижаются  затраты элек-троэнергии (на 50--70 %) по сравнению с применением электроплит.

5.Простота уборки  рабочей камеры после приготовления  блюд обусловлена тем, что во время тепловой обработки продукты не подгорают.

6.После приготовления  блюд меньше загрязненной посуды, так как продукты могут подвергаться  тепловой обработке непосредственно  в сервировочной посуде.

    Однако  при перечисленных преимуществах СВЧ-приборы не могут полностью заменить традиционные приборы для приготовления пищи. Как правило, СВЧ-приборы являются хорошим дополнением к оборудованию кухни. Это объясняется тем, что получаемые при приготовлении на СВЧ-приборах блюда не имеют традиционного вида, а сохраняют вид полуфабрикатов, который имеет продукт до тепловой обработки. Например, некоторые блюда привычны после обжаривания с аппетитной румяной корочкой, а получение ее в СВЧ-приборах затруднительно: необходимо применение специальных дополнительных устройств, которые, увеличивая на 50 % время и энергозатраты, повышают стоимость приготовления.

    Сравнительно  высокая стоимость СВЧ-приборов по сравнению с традиционными  электрическими и газовыми плитами  существенно влияет на их приобретение и внедрение в быт.

СВЧ-печи

    СВЧ-нагрев является одним из наиболее прогрессивных  способов тепловой обработки продуктов  в процессах размораживания, разогрева  и приготовления готовых блюд. В связи с этим СВЧ-приборы  завоевывают все большую популярность на мировых рынках.

    Первые  СВЧ-печи бытового назначения появились в конце сороковых годов, а их массовое производство в наиболее развитых странах началось в шестидесятых годах. Большинство СВЧ-печей, выпускаемых за рубежом, составляют многорежимные модели, в которых один или два режима предусмотрены для размораживания продуктов. 

СВЧ-размораживатели

    Производство  и спрос на СВЧ-размораживатели обусловлены значительным увеличением производства и продажи замороженных про-дуктов в странах Западной Европы, Японии и США. Например, в США производство замороженных продуктов на душу населения еще в период 1975-1980 гг. выросло на 19,7 %, а в Швеции на 44,8%. Применявшиеся традиционные способы размораживания воздухом и проточной водой стали неэффективны, занимали много времени и не обеспечивали сохранность питательных веществ в продуктах. Это стимулировало 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.