При доведении до температуры кулинарной готовности:

а – температурный режим; б – в СВЧ-печах с регулированием мощности;

в – в СВЧ-печах без регулирования мощности

На первом этапе рекомендуется выдерживать темп нагрева 0,4-1,0 K/c. Продолжительность второго этапа можно определить только опытным путем.

3. Тепловая обработка пищевых продуктов в свч-поле

В СВЧ-печах могут быть реализованы самые разнообразные тепловые режимы: разогрев, размораживание, приготовление, вспенивание, разрушение и др.

СВЧ-нагрев может быть использован в комбинации с другими видами воздействия. Процесс доведения продуктов до кулинарной готовности можно проводить в следующей комбинации: СВЧ-нагрев – горячий воздух или СВЧ- нагрев – водяной пар. Для колеровки продуктов (образования корочки) используют дополнительно инфракрасный нагрев. Жарку во фритюре можно осуществлять одновременно в разогретом жире (фритюре) и в СВЧ-поле. Для размораживания продуктов применяют комбинацию СВЧ-поля с ультразвуком [13].Рассмотрим теоретические модели процессов разогрева и размораживания продуктов в СВЧ-поле [11, 12].

4. Разогрев

Разогрев представляет собой нагревание продукта в диапазоне положительных температур до состояния кулинарной готовности или несколько ниже. Обычно разогрев ведут при постоянной полезной мощности СВЧ-печи. График изменения температуры от времени при разогреве (Рис. 42) имеет вид кривой, ограниченной температурой кулинарной готовности. Ограничение связано с интенсивной потерей теплоты при испарении воды в области температур, близких к температуре кипения.

Рис. 42. График разогрева продукта

Пусть за время в продукте под действием СВЧ-поля генерируется теплоты, а на испарение влаги расходуется теплоты. Это приведет к изменению температуры продукта:

где – удельная теплоемкость продукта; – масса продукта.

Теплоту можно представить как произведение полезной мощности печи из формулы на время нагрева:

Интенсивность испарения влаги возрастает с повышением температуры. Соответственно усиливается потеря теплоты образцом. Можно предположить, что эта функция имеет вид:

где - параметр, зависящий от удельной мощности внутреннего источника теплоты, формы, размера и влажности образца, условий теплоотвода; - показатель нарастания интенсивности испарения с повышением температуры продукта.

С учетом, что , где - плотность продукта, формулы - дают:

.

Приняв , а , получим уравнение разогрева продукта в СВЧ -печи:

В уравнении величины и могут быть определены только для конкретных условий разогрева при постановке эксперимента. Авторы [11, 12] приводят данные по нагреву брусочков картофеля в СВЧ-поле на частоте 2450 МГц. Решив дифференциальное уравнение и приняв при начальном условии , они получили функцию изменения температуры во времени:

где - предельная температура образца при . Сравнение данных эксперимента с формулой дало , . Из найденных значений получено . Значение , соответственно удельная мощность источника теплоты .

Аналитический расчет продолжительности разогрева осложнен изменением значений , и с ростом температуры и уменьшением влажности продукта вследствие испарения воды. Кроме того, приведенная модель не учитывает потери части выделяющейся теплоты на нагрев посуды и окружающего воздуха.