冷链食品微波快速加热解冻设备的仿真与设计

• 作 者: 朱校辰
• 出 处: 电子科技大学
• 发表日期: 2020年04期
• 关键词: 冷链快餐 微波技术 仿真软件 微波系统

随着我国城市化进程的推进和人们生活节奏的提高,冷链食品广泛流行,其中快餐盒饭在快节奏的城市生活中逐步作为中国餐饮行业的排头兵,越来越受到广大消费者的青睐。冷链食品的发展虽然满足了人们对食品消费的需求,但随着快节奏的生活,冷链食品如何快速的解冻、加热、杀菌成为人们迫切需要革新的技术难题。就目前传统的加热手段如热风、水浴、蒸汽,因存在损耗大、效率低、时间长的缺陷,已无法满足市场上对冷链食品的快速解冻、加热、杀菌的需求,因此微波技术作为一种新型的、安全、高效的加热形式,已快速的应用于冷链食品行业。微波解冻技术在国外食品企业的应用已十分普遍,在我国发展较快的食品企业也正在逐步使用。在食品的加热方面,微波技术的热效应和非热效应在这一方面是有很大的优点的,其所利用的是介质损耗的原理将低于常温的食材在电磁波(微波)的高频辐射作用下,利用极性分子振动产生与周围分子的弹性碰撞、摩擦生热实现快速回温。本文是在公司大型工业解冻设备研制的框架下,开拓解冻设备小型化市场的基础上开展的论文研究,文章主要分析微波技术在冷链食品中的应用,探讨了冷链食品微波快速加热解冻设备的设计及电磁仿真分析。针对目前微波加热存在加热不均匀、反射大等问题,为达到适应市场需求的目的,本文以加热解冻快餐盒饭为基础,依据市场上零下18℃快餐盒饭参数,计算加热一份冷冻快餐盒饭所需的微波功率,并利用仿真软件CST建立微波腔体三维模型,仿真模拟微波腔体中的场强分布、驻波情况,确定磁控管在微波腔体上的排布位置,再根据仿真结果,使用Creo软件设计微波设备三维模型,选型电器元器件,设计电气电路系统,设计完成一套方便、高效、快捷,安全的小型微波加热系统。该系统通过设计抑制片实现微波炉门的升降,保证微波泄露在国标范围内,设计的转盘结构解决了加热不均匀的问题,实现盒饭菜品温差±5℃,并通过排湿系统的设计,将及时产生的水蒸气排出腔体外,避免冷凝成水造成反射及加热不均匀。本文通过研究小型化的微波加热系统,可广泛用于餐厅、食堂、饭店等行业的冷冻食品的快速加热解冻,并与自动售饭机结合,可开发适用商场、学校等人口密集地区自助售餐机的,应用前景十分广泛。