欧姆加热,也称为电阻加热或焦耳加热,使交流电流通过食品,通过食品的电阻在内部产生热量。加热速率取决于电导率,而电导率随温度、离子含量和产品成分而变化。欧姆加热提供均匀、快速的体积加热,没有传统热交换器典型的温度梯度,使其成为粘性液体、颗粒食品和含有大固体块的产品的理想选择。
用于欧姆加热的电极材料必须是无腐蚀性且食品级的;常用的有钛、不锈钢和镀铂钛。食品的电导率随着温度和离子强度的增加而增加,但脂肪和油相的电导率非常低,可能会导致加热不均匀。 50-60 Hz 的频率是标准频率,但更高的频率(高达 20 kHz)可以减少电极表面的电解反应。应用包括果肉灭菌、液体蛋加工和蔬菜漂烫。
微波加热在工业应用中使用 915 MHz 或 2450 MHz(ISM 频段)的电磁辐射。加热机制涉及介电极化:水分子和极性化合物与振荡电场对齐,通过分子摩擦产生热量。渗透深度与频率相关,并且随着水分含量和离子强度的增加而降低。在 2450 MHz 时,高水分食品的穿透深度通常为 1-3 厘米,而在 915 MHz 时则达到 3-10 厘米。
微波处理的一个关键挑战是由于场分布不均匀而形成热点和冷点。使用模式搅拌器、旋转转盘和多个进料口来提高均匀性。微波和传统加热相结合(混合系统)可以克服表面过热和中心未煮熟的问题。应用包括冷冻肉和鱼的调温、微波辅助干燥、预制食品的巴氏灭菌以及高品质干果和蔬菜的微波真空干燥。新颖的加热方法提供了传统巴氏灭菌 和商业灭菌 的替代方案。与UHT 处理 不同,欧姆加热可以处理颗粒食品而不会导致表面过热。