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第二节 食品基本电物性及其测定
1、食品的电物性基础
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第二节 食品基本电物性及其测定
1、食品的电物性基础
电子位移极化 原子极化 取向极化
极化松弛时间：处于极 化状态的介质，去掉外电场 后，极化消失所需要的时间。 特征频率：极化松弛时 间的倒数。
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第二节 食品基本电物性及其测定
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第二节 食品基本电物性及其测定
1、食品的电物性基础
各种极化的特征频率：电子极化在紫外线区域；原子极化 为红外、远红外区域；偶极子取向极化主要在微波区域。 热辐射 微波加热是以水分子的 偶极子随电场转动得到的分 子内摩擦产生。 远红外和红外线加热则 是由原子振动产生的内摩擦 所致。
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2、电渗透脱水
原理：蛋白质ζ电位和周围离子气氛的存在，使固液界面 产生双电层粒子分布现象，即液体带有与蛋白质胶粒等量而 符号相反的过剩电荷。当有静电场存在时，液体受自身所带 电荷影响而运动。 应用
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
3、通电加热
重要性：食品的均匀加热是工程上的一大难题。微波加热 存在透入深度的问题。 适用性：不适用于不导电、极低水分或干燥状态的食品。 原理：欧姆加热 注意：直流电会引起食品组分的电解变质，还会使电极发 生电解腐蚀，造成食品重金属离子污染，因此一般用交流电。 应用
第八章 食品的电物性及其应用
❖ 概述
❖ 食品基本电物性及其测定
❖ 食品加工中电物性的利用原理和方法
静电场处理
电渗透脱水
通电加热
微波加热
远红外线加热
电脉冲杀菌
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第一节 概 述
1、研究食品电物性的意义
电物理加工方法能满足食品加工中对食品资源充分利用的 要求，同时也能减少加工中营养损失，并保持生物物质活性。
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第一节 概 述
2、电物性与食品加工
③ 直流电在食品加工中的应用 电渗透：利用食品胶体粒子的荷电性质和动电现象，用电 渗透的方法对食品进行固液分离或脱水处理。 电渗析：利用离子交换膜对甜菜糖等加工食品进行净化处 理，以及对乳制品中的去盐、海水淡化等处理。 电泳：牛奶蛋白分离，从悬浊液中使固体粒子沉降。 电浮选：干物质（蛋白质、脂肪等）的增浓、食品厂排污 的净化和蛋白脂肪回收、酒及其他液态食品的澄清。
➢ 电场的尖角集中效应，即棱角效应。
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
5、远红外线加热
近红外的波长0.78~1.4 μm；中红外的波长1.4~3 μm； 远红外3 μm~1mm。
原理：食品材料电磁波吸收峰值多集中在2~20 μm 的远 红外波长范围。
特点： ➢ 加热时不必有热源或传热介质，不受气流影响，速度快 ➢ 促进食品的成熟（陈化） ➢ 能量低，不会引起物质的化学变化 缺陷：辐射深度浅1~2mm。
使用电场或电磁场有可能对构成食品的最小单位进行最富 效果的加工处理。
电磁场的生物效应在生鲜食品的储藏保鲜方面显示了巨大 的潜力。
由于化石燃料能源的不可再生性，电力在食品工业能耗中 占有的比例将越来越大。
电物理特性的检测对食品加工自动化、品质控制精确化方
面提供了重要手段。
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第一节 概 述
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
4、微波加热
微波：频率300~300000MHz的电磁波，波长3 nm~3 pm。 原理：偶极子的取向极化，水分、蛋白、脂肪、糖等都会 发生极化反应。
特点：加热的选择性；穿透特性 缺陷：加热不均匀 ➢ 微波加热的选择性 ➢ 微波虽具有好的穿透性，但实际加热中受反射、穿透、 折射吸收等影响，使各部分产生的热量不同。
1、食品的电物性基础
极化现象的影响因素：电场强度、电场频率 当电场变化时间小于极化松弛时间，即电场频率大于介质 特征频率时，极化运动（或偏移）就可能来不及产生。 介电耗损：当电介质所处的外电场频率与其自身的特征频 率接近时，极化运动对于外电场就会产生滞后，从而引起分 子内摩擦而产热。（类似于共振频率）
第二节用
介电常数 电导率
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
对食品电物性的利用，除了对食品品质的无损检 测或品质分析外，还可用于对食品的加工处理，包 括静电场处理、动电处理、通电处理、高频电场处 理、微波处理、红外线处理等。
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
1、静电场处理
静电分离装置示意图
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
1、静电场处理
静电熏制原理：在静电场内让熏烟雾粒子向各种食品表面 或内部渗透，达到快速均匀熏制的目的。肉制品的熏制不仅 可以改善制品的风味，还可以有效防止氧化和霉变。 优点：高效，2~5 min 缺点：不能起到通常烟熏那样的干燥效果，还要配以微波 或远红外处理。
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
1、静电场处理
静电成型及撒粉装置原理：植物油先成为荷电粒子，在电 场中飞向加热转筒表面，形成油层；面粉和其他原料液滴形 成的荷电粒子在电极之间的空间内交叉混合，喷向转筒表面， 形成一定厚度的带状料坯。 静电成型及撒粉装置示意图：
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第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
2、电物性与食品加工
① 食品的电磁波处理和加工
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第一节 概 述
2、电物性与食品加工
② 食品加工中静电场的利用 静电是指静电荷，是电荷在静止时的状态，而静止电荷所 建立的电场称为静电场，是指不随时间变化的电场。 静电场在食品加工中的应用： ➢ 清洗净化：对空气净化、对溶质的沉降、食品表面防腐 剂的喷涂等。 ➢ 分离：从谷粒、茶叶、油料种子及明胶中除去杂质。 ➢ 改质：静电防腐、肉制品表面除霉、设备的无拆卸消毒 杀菌。
第三节 食品加工中电物性的利用原理和方 法
1、静电场处理
应用：静电净化、静电熏制、静电分离、电处理防腐、静 电扑粉等。 原理：使离子化的气体在电场内移动，向物质的散体微粒 （尘埃、熏烟等）传递电荷，这样荷电粒子再受到电场作用 从一极向另一极进行定向移动，从而达到加工所需的目的。 离子化气体的产生：被激电离法和自激电离法