procesarea alimentelor cu ajutorul microundelor
TRANSCRIPT
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 1/48
Universitatea Lucian Blaga Sibiu
Facultatea Ş.A.I.A.P.M.
Specializarea MPMPA
An studiu l
Prezentarea proprietaţilor dielectrice şi prelucrarea cu
microunde a produselor alimentare
Prof. Dr.Ing!ederiţa "ictor Student #$inoiu Mi$aela%Denisa
1
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 2/48
Cuprins
1.Scurt istoric al cuptorului cu microunde
2.Principii generale ale cuptorului cu microunde3.Avantajele şi dezavantajele cuptorului cu microunde4.Modalitaţi de preparare a alimentelor 5.tilizarea cuptorului cu microunde!.Structura cuptorului cu microunde". Prelucrarea cuptorului cu microunde# $undamente şi aplicaţii%. &uptor cu microunde' aspectele materialului de interacţiune(. &antit)ţile e*primate din punct de vedere al propriet)ţilor dielectrice1+. ,actorii care in$luenţeaz) la o anumita $recventa propriet)ţile dielectrice1+.1. -ependenţa dintre continutul de umiditate si temperatura
1+.2. n$luenţa compoziţiei1+.3. Structura $izic) a materialului ţint)1+.4. -ependenţa densitaţii11. Aplicaţii din masuratorile proprietaţilor dielectrice11.1. &alitatea materialelor agro'alimentare11.2. -etectarea apei de calitate11.3. &omportamentul dielectric al produselor agro'alimentare12. &omportamentul dielectric al solurilor12.1. &omportamentul dielectric al amestecurilor de solvenţi organici12.2. &uptor cu microunde' procesul asistat13.Studiu de caz. -egradarea culorii/ te*turii/ poli$enolilor si capacitatii antio*idante a verzei 0or
dupa prelucrarea cu microunde13.1.Astract13.2. ntroducere13.3. Materiale si metode13.4.ezultate si discutii13.5.&oncluzii re$eritoare la studiul de caz14.&oncluzii $inale
2
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 3/48
1.Scurt istoric al cuptorului cu microunde
n timpul celui de'al doilea r)zoi mondial/ doi ritanici au inventat magnetronul/ un tu
capail s) produc) microunde/ care ulterior a $ost utilizat la sistemul de detectare prin radar a
avioanelor naziste.
ntr'o zi a anului 1(4"/ Perc Spencer $acea un tur prin laoratoarele companiei sale '
at6eon &ompan/ specializat) in produse electronice. 7prindu'se pentru c8teva momente in $ata
unui magnetron 9tu electronic/ $olosit ca generator de oscilaţii de :nalt) $recvenţ);/ el a simţit o
senzaţie ciudat) şi a oservat cu surprindere c) o ciocolat) pe care o avea in uzunar a inceput sa
se topeasc).
Spencer era un spirit inovator 9la momentul acela se putea lauda deja cu 12+ de revete deinventii;/ ca urmare si'a dat seama imediat ca se a$la in $ata unei descoperiri interesante.
ntrigat de modul in care ciocolata sa ajunsese crema/ s'a repezit si a cumparat o punga de
oae de porum de $loricele# tinand punga in apropierea magnetronului/ a urmarit emotionat cum
oaele e*pandeaza si se trans$orma in popcorn.
-e aici pana la aparitia primului cuptor cu microunde n'a mai $ost decat un pas. Pentru un
tip ca Spencer/ realizarea unui aparat care sa $unctioneze pe un principiu asemanator n'a ridicat
proleme deoseite.
Aparatul rezultat cantarea cca 3++ g/ avea peste 1/"+ m inaltime si era $olosit e*clusiv in
restaurante/ vagoane'restaurant sau pe vasele de croaziera/ adica in locurile unde se cerea o
cantitate mare de mancare ce treuia gatita rapid.
&uptorul cu microunde nu era insa per$ect# de e*emplu/ carnea gatita cu ajutorul lui nu se
rumenea/ iar carto$ii prajiti deveneau aliciosi si $oarte crocanti. -e'aia dupa cativa zeci de ani/
per$ectionarile succesive au permis ca aparatul sa poata $i o$erit si consumatorilor casnici.
Meritul lui Perc Spencer ramane insa intact/ deoarece c6iar si cel mai modern cuptor cu
microunde din ziua de azi $unctioneaza pe principiul pus la punct de acest intreprinzator.
n anii <%+ v8nz)rile la cuptoarele cu microunde au e*plodat/ iar anii investiţi :n cercetare
de c)tre companiile produc)toare de asemenea. =aponezii/ ca de oicei/ erau cu mult :naintea
noastr)/ a europenilor. nainte de 1("!/ 1"> din gospodariile japoneze dispuneau deja de un cuptor
cu microunde/ dar asta este o cu totul alt) poveste. ?reptat/ cuptorul cu microunde a $ost ra$inat şi
3
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 4/48
dezvoltat ast$el :nc8t :n anul 1((" @6irlpool a $ost prima companie care a introdus $uncţia &risp/
de rumenire. Ast)zi poţi g)ti la cuptorul cu microunde pr)jituri/ produse de patiserie/ spag6ete/
peşte şi cozonac/ :n principiu cam tot ce'ţi pot dicta po$tele permanente sau periodice/ şi asta :n
numai c8teva minute. &uptorul cu microunde =et &6e$ lansat de compania @6irlpool a demonstrat
c) savoarea şi per$ecţiunea reţetelor g)tite la cuptoarele tradiţionale pot $i atinse cu ajutorul
microundelor :ntr'un timp de g)tire mult mai scurt.
1. Principii generale ale cuptorului cu microunde
nergia microundelor a $ost $olosit) :n procesele industriale de $oarte mulţi ani. ,olosireaacestora :n locul surselor conveţionale de c)ldur) s'a produs datorit) mai multor avantaje cum ar
$i#
' :nc)lzirea rapid) :n pro$unzime
' economisire de energie şi de timp şi :mun)t)ţirea calitaţii
n primii ani de studii asupra :nc)lzirii prin microunde/ aceste avantaje au $ost greu de
justi$icat :n raport cu preţul sc)zut al :nc)lzirii cu ajutorul derivaţilor petrolului. ?oate acestea/
:mpreun) cu reticenţa multor industrii de a sc6ima sistemele convenţionale e*istente/ deşi adesea
ine$iciente şi dep)şite/ cu sisteme azate pe microunde/ a dus la o creştere lent) dar $oarte ine
documentat) a acestei te6nologii.
&ele mai mari avantaje ale energiei microundelor asupra te6nologiei convenţionale au $ost
ine precizate de c)tre Parin 91("(;#
' o mai e$icient) uscare/ vis'a'vis de perioada de uscare/ reduc8nd costurile de producţie' sistemul este mult mai compact dec8t sistemul convenţional
' energia este trans$erat) :ntr'un mod mult mai curat 9$)r) poluare;
' se realizeaz) a$8narea materialului
' asorţia energiei :n mod selectiv de c)tre constituenţi
4
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 5/48
' energia se disip) repede :n volumul materialului
' se evit) uscarea e*cesiva
' un cost relativ sc)zut al :ntreţinerii.
Microundele au 3 propriet)ţi principale/ care sunt#
a; Asorailitate# microundele pot cauza viraţiile moleculelor diverselor alimente şi s) se oţin)
ast$el :nc)lzirea lor. -ar in$iltrarea acestora depinde mult de m)rimea/ grosimea şi propriet)ţile
alimentelor.
; Penetrailitate# microundele pot penetra prin cermic)/ sticl)/ plastice rezistente la temperaturi
:nalte. ste necesar a se $olosi vase cu penetrailitate un) a microundelor pentru a oţine :nc)lzire
un). Bedeţi mai jos recomand)rile pentru ustensile.c; e$lectivitate# microundele sunt re$lectate de peretele de metal din cavitatea interioar) :n aşa $el
:nc8t s) $ormeze un c8mp magnetic uni$orm şi ast$el s) se oţin) o :nc)lzire uni$orm) a
alimentelor.
3. Avantaje şi dezavantaje cuptorului cu microunde
&uptorul cu microunde este un un c8ştigat al civilizaţiei/ dar are c8teva inconveniente. l
$uncţioneaz) pe principiul gener)rii unor unde de :nalt) $recvenţ)/ cel mai adesea de 245+ MCz/
adic) cu lungimi de unda de 12/2 cm/ apropiate de undele scurte radio. adiaţiile electromagnetice
ionizeaz) particulele 9provoac) o rotire e*trem de rapida a dipolilor ' moleculelor polarizate;/
genereaz) c)ldur) c6iar :n interiorul masei organice supusa microundelor. le au acţiune $izic)/
ioc6imic) şi $iziologic) deoseit)/ produc8nd ioni şi diverşi radicali lieri/ care distrug viruşi şi
acterii 9de e*emplu Pseudomonas şi c6iar şi pe cele mai rezistente/ Microacterium;/ dar nu şi
to*inele şi microto*inele.
-ar microundele/ deşi nu distrug total vitaminele/ inactiveaz) enzimele. &arnea animalelor
recent sacri$icate/ mai ales de ovine este Dcauciucat)E şi cu gust $ad. n decursul matur)rii
9$r)gezirii; c)rnii/ glicogelul se descompune treptat :n acid lactic preluat de adenozin'tri'$os$at
5
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 6/48
9A?P;/ care $urnizeaz) energia pentru contracţia muscular)/ apoi se trans$orm) :n actomiozin)/
ap)r8nd rigiditatea cadaveric) speci$ic)/ :n urma mai multor reacţii ioc6imice.
Prin iradierea sau supunerea la microunde a aminoacizilor/ mai ales cei aromatici 9cu
nucleu enzenic; şi metionina :n soluţie apoas)/ se $ormeaz) amoniac/ 6idrogen/ dio*id de caron/
acizi organici şi ceta'o*izi. ,oarte sensiil) este $enilalanina/ care su acţiunea microundelor :şi
sc6im) structura inelar). &arnea/ care conţine multe proteine $os$olipide/ :nc)lzit) :n cuptorul cu
microunde degaj) un miros caracteristic de 6idrogen sul$urat şi mercaptan datorit) descompunerii
aminoacizilor cu grupe 'SC 9de e*emplu cisteina se o*ideaz) la cistin);/ dar şi amoniac/ amine/
compuşi caro*ilici/ 6idrogen şi dio*id de caron/ care deşi $r)gezesc carnea dau un gust nepl)cut
de r8nced. -ac) compuşii volatili reacţioneaz) cu $racţiunile aminice şi sul$urice ale proteinelor se
$ormeaz) produşi staili/ $)r) mirosuri.
Produsele vegetale sunt mai puţin a$ectate structural :n cuptorul cu microunde/ datorit)$aptului c) nu conţin glicogel/ iar stailitatea aminoacizilor lor este incomparail mai mare ca la
proteinele animale.
n 1(%(/ iologul elvetian -r. Cans Certel a studiat e$ectele m8nc)rii preparate la
microunde. Fa acest studiu au participat % persoane. Pentru opt saptamani/ ei au locuit :ntr'un
mediu controlat şi :n anumite intervale de timp li s'au dat diverse m8nc)ruri# m8ncare nepreparat)/
m8ncare g)tit) convenţional/ şi m)ncare g)tit) la microunde. -up) $iecare masa li s'au luat proe
de s8nge. S'a constatat c) atunci c8nd se m)n8nc) m8ncare g)tit) la microunde/ :n timp/ apar
urm)toarele sc6im)ri semni$icative :n c6imia s8ngelui# o sc)dere a valorilor 6emogloinei şi a
colesterolului C-F Gcolesterolul unG/ :n comparaţie cu Gcolesterolul r)uG.
S'a mai constatat sc)derea nivelului imunit)ţii/ şi :n acelaşi timp/ creşterea nivelului
leucocitelor/ ceea ce :n general indic) o otr)vire şi o deteriorare a celulelor s8ngelui/ condiţiile
necesare apariţiei olilor degenerative şi a cancerului.
-r. Hernard Hlanc/ care a asistat la studiu/ a declarat# Ge$ectele m)suraile la om/ relativ
la ingestia m8nc)rii preparate la microunde/ spre deoseire de cea care a $ost g)tit) prin mijloace
oişnuite/ sunt alter)ri ale s)ngelui care pot $i de asemenea recunoscute :n etapele premergatoare
apariţiei olilor şi care indic) :nceputul unui proces cancerigenG.
&uptoarele cu microunde Gpr)jescG m8ncarea prin supunerea moleculelor la o viraţie
$oarte rapid)/ de miliarde de ori pe secund)/ ceea ce $ace ca acestea s) se :nc)lzeasc) prin $recare.
!
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 7/48
n procesul de virare/ moleculele sunt alterate/ de$ormate sau c6iar rupte şi :n acelaşi timp apar
compuşi noi/ numiţi Gcomponente radioliticeG/ care nu se g)sesc :n natur).
n mod semni$icativ/ microundele sunt $olosite :n ingineria genetic) pentru a neutraliza
$orţa vital) a unei celule/ pentru ca aceasta s) poat) $i manipulat). Microundele distrug vitalitatea
şi propriet)ţile nutritive ale alimentelor. &8nd aceast) vitalitate este distrus)/ microorganismele
penetreaz) mult mai uşor/ şi m8ncarea se altereaz) şi muceg)ieşte mult mai repede.
Fa :nceputul anului 1((1/ a $ost intentat un proces unui spital din 7la6oma/ deoarece
un pacient a murit dup) o trans$uzie cu s8nge tratat la microunde. n mod normal/ spitalele
:nc)lzesc s8ngele $olosit :n trans$uzii/ dar nu la microunde.
Pro$esorul -r. =o6n Ierner şi Pr. -r. ic6ard Juin de la niversitatea Stan$ord/ au testat
e$ectele microundelor asupra laptelui de mam). &oncluzia este c) Gtratarea cu microunde a
laptelui/ c6iar la valori sc)zute/ poate distruge unele dintre componentele acestuia/ $olosite :n lupta:mpotriva :moln)virilor 9componenta imunitar);G. -up) mai multe cercet)ri/ Ierner a pulicat :n
aprilie 1((2 concluziile con$orm c)rora Gtratarea cu microunde prin ea :ns)şi poate cauza laptelui
anumite procese distructive dincolo de procesul oişnuit de :nc)lzireG.
n alt studiu e$ectuat la Biena avertizeaz) c) :nc)lzirea la microunde a laptelui poate duce
la Gmodi$ic)ri structurale/ $uncţionale şi imunologiceG/ şi c) microundele trans$orm) aminoacidul
F'prolina :n -'prolina/ o to*in) recunoscut)/ care a$ecteaz) sistemul nervos şi $icatul/ mai ales la
copii. n alt gen de relat)ri a venit din partea celor cu alergii. n inetoterapeut/ -avid
Hridgeman/ a declarat# G-intre toţi cei pe care i'am testat pentru alergii/ ((.(> au avut o
sensiilitate sever) la m8ncarea g)tit) la microundeG.
-up) cei care contest) cuptorul cu microunde/ consecinţele negative ale m8nc)rii g)tite la
microunde asupra s)n)t)ţii pot $i rezumate ast$el#
' M8ncarea preparat) la microunde pierde :ntre !+> şi (+> din energia ei vital) şi :n acelaşi timp
i se accelereaz) procesele de dezintegrare structural)K
' Sustanţele nutritive elementare sunt alterate/ ceea ce duce la oli digestiveK
' &6imia m8nc)rii este alterat)/ av8nd ca e$ecte dis$uncţionalit)ţi ale sistemului lim$atic şi
sc)derea capacit)ţii organismului de a lupta :mpotriva proceselor canceroaseK
' &reşte num)rul de celule canceroase din s8ngeK
' &8nd vegetalele crude/ g)tite sau :ng6eţate/ au $ost supuse la microunde/ c6iar pentru un timp
"
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 8/48
scurt/ compoziţia lor nutritiv) a $ost alterat) şi :n acelaşi timp au ap)rut radicali lieri 9compuşi
to*ici/ r)spunz)tori de procesele de degenerare şi :m)tr8nire;K
' M8ncarea g)tit) la microunde cauzeaz) creşterea num)rului de cancere stomacale şi intestinale/
o degradare general) a ţesuturilor celulare peri$erice şi o sc)dere gradual) a $uncţionalit)ţii
sistemelor digestive şi e*cretorii/ la un procent ridicat din cei testaţiK
' Scade capacitatea organismului de a metaoliza şi $olosi vitaminele din comple*ul H/ &/
precum şi anumite microelemente şi 6ormoniK
' -e asemenea/ c6iar simpla apropiere a corpului de un cuptor cu microunde/ a generat o serie de
proleme de s)n)tate.
4.Modalitaţi de preparare a alimentelor
n cuptorul cu microunde alimentele se pot prepara ast$el#
• dispunerea alimentelor# este $oarte important modul de dispunere a alimentelor :n
cuptorul cu microunde. -e e*emplu alimentele unitare 9e*# carto$i; treuie a $i dispuse :n cerc şi la
intervale regulate. Liciodat) nu se suprapun alimentele.
• :ntoarcerea alimentelor# pentru a avea uni$ormitate :n preparare.
• protejarea alimentelor sensiile# se pot proteja cu ajutorul $oliilor de aluminiu datorit)
$aptului c) microundele nu pot penetra aluminiul.
• recipientele utilizate# nu treuie s) conţin) elemente metalice/ acestea devenind plane
de re$le*ie a microundelor.
• temperatura de preparare# se alege $uncţie de tipul alimentului şi de modul dorit de
preparare.
• cantitatea de alimente# deoarece cantitatea de microunde generat) este constant)/
introducerea unei cantit)ţi mari de alimente duce la creşterea timpului de preparare.
• dimensiunile alimentelor# prepararea corect) şi uni$orm) a alimentelor este realizat) :n
cazul unor alimente de dimensiuni reduse şi de talie uni$orm).
• $orma alimentelor# este de reţinut $aptul c) microundele nu penetreaz) dec8t pe
distanţe mici de ordinul a c8torva unit)ţi de centimetru/ alimentele ast$el :nc8t :n interior
alimentele se g)tesc prin conversia c)ldurii. -e aceea $orma alimentelor este important). -e
%
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 9/48
e*emplu cea mai nepotrivit) $orm) ar $i aceea de cu'laturile s'ar arde iar interiorul nu ar avea
timp s) se :nc)lzeasc). ,orma ideal) pentru prepararea alimentelor cu ajutorul cuptorului cu
microunde ar $i una circular) şi relativ plat).
• la decongelarea alimentelor treuie luat seama de timpul de decongelarea $uncţie de
tipul cuptorului cu microunde.
• la prepararea alimentelor care prezint) coaj) de orice $el este indicat ca aceasta s) $ie
:nl)turat) :nainte de preparare deoarece :nc)lzirea produce vapori care se trans$orm) :n presiune
put8nd duce la distrugerea alimentului şi deteriorarea cuptorului :n caz c) respectivul aliment este
ermetic şi nu permite eliminarea vaporilor.
• se recomand) atenţie la prepararea alimentelor cu gr)simi/ aceastea $iind in$lamail).
5. Utilizarea cuptorului cu microunde
• se recomand) s) nu se lase niciodat) cuptorul cu microunde s) $uncţioneze gol . -e
aceea se recomand)/ s) e*iste :n cuptor :ntotdeauna un vas cu ap)/ pentru a putea asori energia
creat) de microunde .
• nu se introduce 68rtie de ziar :n cuptor.
•
nu se utilizeaz) niciodat) vase de lemn . Femnul conţine :ntotdeauna o cantitate de ap)şi e*ist) riscul de a se :nnegri şi c6iar de a se arde .
• nu se $olosesc niciodat) vase metalice sau oiecte metalice :n cuptor pentru c) pot
cauza daune aparatului.
• cuptorul treuie s) $uncţioneze cu uşa locat)/ pentru c) o uş) care nu se :nc6ide ine
antreneaz) scurgeri de microunde/ care pot d)una s)n)t)ţii .
• nu se utilizeaz) produse din 68rtie reciclat)/ care pot s) conţin) sustanţe metalice
care pot produce scurtcircuite.• treuie avut grij) c) recipientul din cuptor este $ierinte / datorit) c)ldurii transmise de
alimente.
• cantit)ţile mici de alimente se coc $oarte repede . Se regleaz) deci/ timpul de coacere
:n cuptor :n raport cu cantitatea de 6ran) :nc)lzit).
(
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 10/48
&uptorul cu microunde/ spre deoseire de alte aparate/ nu :nc)lzeşte vasele/ ci numai conţinutul
lor .
Material ustensile Microunde 7servatii&eramica -a Lu $olositi ceramica cu
decoratiuni si insertii metalice
sau emailataPlastic rezistent la temperaturi
ridicate
-a Lu se poate $olosi pentru
gatirea de lunga durataSticla rezistenta la temperaturi
ridicate
-a
ratar metalic Lunvelitoare special)
din plastic
-a A nu se $olosi la g)tirea c)rnii/
doarece temperaturile
ridicate pot distruge $ilmul de
plastic
Fa prima utilizare#
-eoarece :n urma procesului de manu$acturare/ r)m8n reziduri de ulei :n cavitatea cuptorului/ la
primele utiliz)ri s'ar putea s) apar) un miros mai aparte/ poate c6iar şi $um. Acest lucru va
disp)rea dup) 2'3 utiliz)ri. ste recomandat s) procedaţi :n $elul urm)tor#
' cur)ţaţi pereţii interiori ai cuptorului cu o c8rp) umezit)K
' puneţi c8teva $elii de l)m8ie :ntr'un ol cu ap)/ introduceţi olul :n cuptor/ apoi :nc)lziţi la
puterea ma*im) circa 2'3 minute.
. Structura cuptorului cu microunde
1+
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 11/48
&omponentele e*terne ale cuptorului cu microunde#
' ecranul şi geamul uşiţeiK ' articulaţia de etanşeitateK
' $aţa de sprijin a uşiţeiK ' selectorul modului de :nc)lzireK
' selectorul timpului de :nc)lzireK ' utonul de desc6idere a uşiteiK
' platoul şi inelul turnantK ' z)vorulK
' utonul de punere :n $uncţiuneK
1. sistem de inc6idereNdesc6idere a useiK 4. platou rotativ 9platan;K
2. ecran si geamul useiK 5. carcasaK
3. inel rotativ cu roleK
&omponentele interne ale cuptorului cu microunde#
11
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 12/48
• MagnetronulK
•
?rans$ormatorul de :nalt) tensiune $olosit pentru alimentarea cu energie a magnetronuluiK• -ioda de :nalt) tensiuneK
• &ondensatorul de :nalt) tensiuneK
• Antena de microundeK
• BentilatorulK
• Fampi de iluminatK
• SigurantaK
12
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 13/48
!rice cuptor cu microunde are urmatoarea sc"ema de principiu#
-in aceasta sc6ema ne pot interesa urmatoarele repere# trans$ormatorul/ dioda recuperatoare si
$iltrul antiparazit de pe alimentarea de la retea.
,iltru antiparazit pentru 15 A
13
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 14/48
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 15/48
atunci/ multe date şi in$ormaţii cu privire la propriet)ţile dielectrice ale cerealelor şi alte produse
agricole au devenit disponiile 9Lelson 91(!5; şi Lelson 91("3;K ASA Standarde/ 1(%%K ?inga
Lelson/ 1("3K Ient/ 1(%"K -atta et al. / 1((5;/ precum şi in$luenţa de variaile importante cu
privire la aceste propriet)ţi dielectrice a $ost evaluata 9Lelson/ 1((1K Mudgett/ 1(%5;.
n ultimii 2+ de ani/ cuptorul cu microunde a devenit un aparat esenţial :n cele mai multe
ucatarii. Mai rapid de g)tit şi economiile de energie $ata de metodele conventionale de g)tit sunt
avantajele principale. -eşi utilizarea microundele pentru prepararea 6ranei este $oarte r)sp8ndit)/
punerea :n aplicare a acestei te6nologii pentru prelucrarea de materiale este o dezvoltare relativ
noua. tilizarea de energie cu microunde pentru procesarea materialelor are potenţialul de a o$eri
avantaje similare :n vremuri de procesare redusa şi economii de energie 9?6ostenson&6ou/1(((;.
n prelucrarea termic) convenţional)/ energia este trans$erat) de material prin convectie/
conductie/ şi radiaţie de c)ldur) de pe supra$eţele de material. n contrast/ energia cuptorului cumicrounde este livrata direct la materiale prin interacţiune molecular) cu c8mpul electromagnetic.
n metodele conventionale/ energia este trans$erat) din cauza degradarii termice/ dar de :nc)lzire
cu microunde este trans$erul de conversie a energiei electromagnetice la energie termic)/ prin
interacţiune direct) a radiatiilor incidente cu moleculele de material ţint). -i$erenţ) :n modul de
livrare al energiei poate avea ca rezultat multe avantaje la utilizarea potenţialului de microunde
pentru prelucrare de materiale. -eoarece microundele pot penetra materiale şi depozitele de
energie/ c)ldura poate $i generata pe :ntreg volumul de material. ?rans$erul de energie nu se azeaz) pe di$uzia de c)ldur) de pe supra$ete/ şi este posiil s) se realizeze incalzirea rapida si
uni$orma a materialelor relativ mai groase. n :nc)lzirea traditionala/ timpul ciclului este de multe
ori dominat de rate de :nc)lzire lente/ care sunt alese pentru a minimiza pante arupte termice care
rezulta :n procesul'indus de stres.Pentru polimeri si ceramica/ care sunt materiale cu conductivitate
termic) sc)zut)/ acest lucru poate duce la un timp de procesare semni$icativ redus. Ast$el/ e*ist)
un ec6iliru :ntre timpul de procesare si calitatea produselor :n prelucrarea convenţionala 9acest
lucru este valail/ de asemenea la :nc)lzirea cu microunde;.-eoarece microundele pot trans$era
energie de pe :ntreg volumul de materiale/ e*ist) potenţialul de a reduce timpul de prelucrare şi de
a :mun)t)ţi calitatea general) 9?6ostenson &6ou/ 1(((;.
n plus la :nc)lzirea volumetrica/ trans$erul de energie la un nivel molecular poate avea unele
avantaje suplimentare. &uptoarele cu microunde pot $i utilizate pentru manipularea selectiv) a
materialelor. Structura moleculara a$ecteaz) capacitatea microundelor pentru a interacţiona cu
15
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 16/48
materiale şi de'a trans$era energie. Atunci c8nd materialele :n contact au di$erite propriet)ţi
dielectrice/ cuptorul cu microunde va $i selectiv cuplat cu materialul de pierderi mai mari. Acest
$enomen de :nc)lzire selectiv poate $i utilizat pentru un num)r de scopuri. n convenţionala
iminare din ceramic) sau polimeri/ consideraila de timp şi energie este pierduta :n :nc)lzirea la
inter$ata de conducţie prin sustraturi. &u microundele/ inter$ata comun poate $i incalzita in situ
prin :ncorporarea unui material cu pierderi mai mari la inter$ata. n $aza de mai multe materiale/
unele etape pot $i cuplate mai uşor cu cuptorele cu microunde. Ast$el/ este posiil pentru a procesa
materiale cu microstructuri noi sau unice/ prin :nc)lzirea selectiva cu $aze distincte. Microundele
pot $i/ de asemenea/ posiilitatea de a iniţia reacţii c6imice care nu sunt posiile :n prelucrare
convenţionala prin :nc)lzire selectiv) a reactanţilor. Ast$el/ noi materiale pot $i create.
&. 'uptor cu microunde ( aspectele materialului de interacţiune
Atunci c8nd microundele sunt :ndreptate spre un material/ o parte din energie este re$lectata/ o
parte este transmis) prin intermediul supra$etei/ şi din aceast) cantitate din urm)/ o parte din ea
este asorit). Proporţiile de energie/ care se :ncadreaz) :n aceste trei categorii/ au $ost de$inite :n
termeni de propriet)ţi dielectrice. Proprietatea $undamental electrica prin care interacţiunile sunt
descrise este permitivitatea comple*) relativ) a materialului Q R. ste matematic e*primat ca#
91;:n cazul :n care Q este constanta dielectric) si QTT $actorul de pierderi dielectrice.
Permitivitatea asolut) a unui vid este Qo şi este determinat) de viteza luminii &o si constanta
magnetica Uo/ care sunt legate :ntre ele prin#
92;Baloarea numeric) pentru Qo este de apro*imativ %V%54 p, m'1 şi pentru Uo este 1V2! UC m'1.
n alte medii 9solide/ lic6ide si gazoase;/ permitivitatea are valori mai mari şi este de oicei
e*primata :n raport cu valoarea :n vid 9L$ors Bainiainen/ 1(%(;. Permitivitatea relativ) a unui
material este egala cu Qas N Qo/ :n cazul :n care Qas este permitivitatea asolut) a materialului.
Materiale care nu conţin componente magnetice r)spund numai la c8mpul electric.
Proprietatile dielectrice ale materialelor determina/ :ntr'o mare m)sur)/ comportamentul
materialelor atunci c8nd este supus la radio'$recvenţ) 9,; sau camp de microunde/ :n scopul de
:nc)lzire/ uscare sau de prelucrare a materialelor. &aracterizarea proprietatilor dielectrice este
1!
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 17/48
vitala pentru :nţelegerea de r)spuns a unui material la microunde/ deoarece majoritatea cantit)ţilor
utile necesare :n proiectarea proceselor termice cu microunde poate $i descris) :n termeni de ele.
cuaţiile privind proprietatile dielectrice la parametrii de prelucrare termic) sunt prezentate in
sectiunea urmatoare.
). 'antitaţi e*primate din punct de vedere al propriet+ţilor dielectrice
Proporţia de energie re$lectat W P' este o $uncţie de constanta dielectrica Q şi de ung6iul de
incidenţ). Pentru un ung6i de incidenţ) de (+ X/ este simplu#
93;-e e*emplu/ valoarea Q de ap) este de "% la temperatura camerei. Prin urmare/ re$le*ia este
mai mare dec8t +V!4. &u toate acestea/ energia re$lectat) va re$lecta/ de asemenea/ de la peretii
camerei şi va a$ecta apa din nou si din nou/ rezult8nd :ntr'o re$lectivitate speci$ica de apro*imativ
+V2+. Ast$el/ materialul ţint) asoare apro*imativ %+> din energia incidenta/ iar restul este
asorit şi disipat de peretii camerei cu microunde. Baloarea pentru Q Gde alimente umede este/ de
oicei :n intervalul de 5+'"+.
Puterea transmis) la material este simpla Ptrans Y 91'Pr;.Puterea asorit) şi apoi generata su
$orm) de c)ldur) este direct legat) de QTT a materialului/ şi poate $i calculata $olosind relaţia#
94;:n cazul :n care# Pas este puterea asorit) :n @ cm'3/ este r)d)cina medie p)trat) a valorii
intensit)ţii c8mpului electric :n B cm'1/ av8nd :n vedere volumul :n interiorK $ este $recvenţa :n
CzK şi QTT este $actorul de pierderi dielectrice de produs alimentar sau alte.
Ad8ncimea de penetrare dp este de oicei de$inita ca adancimea :ntr'un eşantion :n cazul :n care
puterea de microunde a scazut la 1 N e sau 3!V%> din valoarea transmisa. neori/ dp este de$init)
ca distanţa de la care puterea cu microunde a $ost atenuata la 5+> din Ptrans. Ad8ncimea de
penetrare este o $uncţie de Q şi QTT#
95;:n cazul :n care Zo este spatial lier al microundelor cu lungime de und) 9de 2/45 Cz/ Zo Y
12.2 cm;. Produsele alimentare cele mai $recvente au QTT[25/ care implic) un dp de +/! '1 V + cm.
1"
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 18/48
-eşi proprietatile dielectrice ale unor produse alimentare pot $i g)site :n literatura de specialitate/
datele sunt :n mare parte limitate la alimente pure şi a componentelor alimentare. -up) ce unda
calatoreste printr'un material care are pierderi semni$icative dielectrice/ energia sa va $i atenuata
n cazul :n care atenuarea este mare :n material/ :nc)lzirea dielectrica va $orma conic la $el de
repede ca un val care penetreaza materialulul. Atenuarea este adesea e*primat) :n decieli pe
unitate de lungime :n metri 9dH m'1;. n ceea ce priveşte densitatea de putere şi valorile intensit)ţii
c8mpului electric/ acest lucru poate $i e*primat ca#
9!;:n cazul :n care# Po este nivelul de putere la un punct de re$erinţ)K P 9z; este nivelul de putere de
la distanta z la punctul de re$erinţ)/ şi \ este atenuarea :n nepers pe metru 9Lp m'1;.
Puterea disipat) :n interiorul unui material este proporţional) cu QTT.aportul/ QTTN Q T/ numit tangenta pierderea sau $actorul de disipare/ un parametru dielectric descriptiv/ este/ de asemenea/ utilizat ca
indicele de capacitate a materialului de a genera c)ldur) 9Mudgett/ 1(%!;.
ata de :nc)lzire poate $i e*primat) prin ecuaţia de putere#
9";:n cazul :n care# Pv este energia dezvoltata pe unitatea de volum :n @ m'3/ $ este $recvenţa :n
CzK şi ] ] este rezistenta c8mpului electric din interiorul sarcinii :n B m'1.
&8mpul electric din interiorul sarcinii este determinat de propriet)ţile dielectrice şi geometria
sarcinii/ şi de con$iguraţia cuptorului. Prin urmare/ aceast) ecuaţie este/ :n general nepractica/
deoarece determinarea c8mpului electric de distriuţie este $oarte comple* 9Hu$$ler/ 1((3;. $ectul
de :nc)lzire :n materiale agro'alimentare este rezultatul a dou) mecanisme/ rotaţia dipolara şi
conductia ionica.-ipolul cel mai responsail pentru :nc)lzire este apa/ care este un constituent
major al celor mai multe materiale agro'alimentare. )spunsul de dipoli la un c8mp oscilant este o
creştere a energiilor de rotaţie şi viraţie/ :n $uncţie de gradul de simetrie a moleculei/ rezultand o
generare de $recare a c)ldurii. Molecule care sunt non'polare/ dar care sunt percepute asimetric se
pot comporta ca dipoli :ntr'un c8mp electricK cu toate acestea/ r)spunsurile lor la energia cu
microunde sunt/ de oicei despre o ordine de marime mai mic) dec8t cea a apei.
1%
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 19/48
&elalalt mecanism de :nc)lzire este conductia ionica. &8mpul electric cauzeaza ioni dizolvaţi de
sarcini pozitive şi negative pentru a migra spre regiunile incarcate opus. Acest lucru duce la mai
multe ile de iliard'ca :ntreruperi si coliziuni de legaturi de 6idrogen cu ap)/ amele care duc la
generarea de c)ldur). &onductie ionica are o in$luenţ) mai mare asupra QTTdec8t Q G/ şi scade/ prin
urmare/ ad8ncimea de penetrare. Acest comportament a $ost prezis de c)tre relaţiile lui Casted'
-ee pentru soluţii apoase electrolitice 9Casted et al./ 1(4%;. *ist) o scadere de Q ca urmare a
epuiz)rii de ap) lier) de ioni dizolvaţi şi o creştere :n QTT datorita unei creşteri a densit)ţii liere
9Iudra et al./ 1((2;.nteracţiunile de c8mp magnetic sunt neglijaile/ deoarece alimentele contin
doar urme de minerale magnetice/ cum ar $i nic6el/ coalt/ şi $ier.
Pro$ilul de temperatur) şi de rat) a :nc)lzirii dezvoltate :n timpul e*punerii la radiaţiile
electromagnetice depinde de distriuţia şi natura susceptors/ relaţiile dintre propriet)ţile dielectricecu umiditate/ temperatur) şi $recvenţ)/ precum şi asupra proprietatilor termo'$izice 9conductivitate
termic)/ di$uzie termic)/ caldura speci$ica/ etc; ale altor componente. 7 descriere detaliat) a
pro$ilului de temperatur) a unui comple* agro'alimentar/ prin urmare/ materialul este e*trem de
di$icil de oţinut.
ste important s) se recunoasc) $aptul c) propriet)ţile dielectrice nu sunt unice pentru un anumit
material. le sunt speci$ice numai pentru o anumit) $recvenţ) şi stare a materialului. Ast$el/ :ntr'osituaţie de prelucrare/ acestea sunt tranzitorii/ deoarece starea de material nu este constant) :n
timp. Prin urmare/ este necesar s) se staileasc) relaţiile dintre Q GşiTTQ cu variailele de stare la
$recvenţa de prelucrare 9e;. Bariailele principale de stare care in$luenţeaz) propriet)ţile dielectrice
la o anumit) $recvenţ) sunt temperatura şi conţinutul de umiditate. elaţiile dintre aceşti $actori/
compoziţia şi propriet)ţile dielectrice ale materialelor agro'alimentare sunt revizuite :n urm)toarele
secţiuni.
1(
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 20/48
1,. -actori care in%luenţeaz+ propriet+ţile dielectrice la o anumit+ %recvenţ+
1,.1. ependenta dintre continutul de umiditate si temperatura
Propriet)ţile dielectrice ale multor materiale pot varia :n $uncţie de diverşi $actori.
n cazul materialelor 6igroscopice precum agro'alimentarele/ cantitatea de ap) din material este :n
general un $actor dominant. Propriet)ţile dielectrice depind de $recvenţa c8mpului electric
alternativ aplicat/ de temperatura materialului/ precum şi de densitatea/ compoziţia şi structura
acestuia. n cazul materialelor granulare sau puleri/ densitatea :n vrac a amestecului de particule
de aer reprezint) un alt $actor care in$luenţeaz) propriet)ţile dielectrice. -esigur/ propriet)ţiledielectrice ale materialelor sunt dependente de compoziţia lor c6imic)/ :n special :n
diplomomentele permanente asociate cu ap) şi orice alte molecule care $ormeaz) materialul :n
cauz). &u e*cepţia unor materiale cu pierderi e*trem de mici/ şi anume materiale care asor :n
esenţ) nicio energie din c8m)uri , şi cu microunde/ propriet)ţile dielectrice ale majorit)ţii
materialelor variaz) :n mod considerail odat) cu $recvenţa c8mpurilor electrice aplicate. n
$enomen important ce contriuie la $recvenţa dependenţelor propriet)ţilor dielectrice este
polarizarea ce se naşte din orientarea moleculelor c)tre c8mpul electric impus/ care conţin
dipolmomente permanente.
*ist) numeroase analize ale propriet)ţilor dielectrice la $recvenţe de microunde ale alimentelor şi
produselor agricole 9Hengtsson isman/ 1("1K Lelson/ 1("3K 76lson Hengtsson/ 1("5K Ient/
1(%";. -ependenţa de temperatur) a constantei dielectrice este destul de comple*) şi poate creşte
sau descreşte :n temperatur)/ :n $uncţie de material. nc)lzirea la microunde este a$ectat) :n mare
m)sur) de prezenţa apei :n alimente 9Bon Cippel/ 1(54K Mudgett/ 1(%5K Lelson IraszeOsi/
1((+;. Apa reprezint) cel mai mare asorant de energie cu microunde din alimente şi :n
consecinţ)/ cu c8t este mai mare conţinutul de umiditate/ cu at8t este mai un) c)ldur). n aceast)
$orm) pur)/ apa reprezint) un e*emplu clasic de dielctric polar. Propriet)ţile dielectrice cu
microunde ale apei lic6ide sunt enumerate :n ?aelul 1 pentru di$erite $recvenţe de microunde la
2+
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 21/48
temperaturi de 2+ şi 5+^& con$orm selecţiei din datele enumerate de Casted et al. 91(4%; şi Iaatze
91(%(;. -eşi lucr)ri anterioare au ar)tat o potrivire mai un) a datelor e*perimentale a modelului
&ole'&ole dec8t al modelului -ee/ Iaatze 91(%(; a ar)tat c) spectrele dielectrice pentru apa
pur) pot $i su$icient de ine reprezentate prin modelul -ee atunci c8nd se $olosesc parametri de
rela*are prezentaţi :n ?aelul 2. ,recvenţa de rela*are / 92πT ; '1/ este/ de asemenea prezentat) :n
?aelul 2/ :mpreun) cu valorice statice şi de :nalt) $recvenţ) ale constantei dielectrice ε s şi ε_/
pentru ap) la temperaturi de la + la !+ ^&. Aceste valori pot $i $olosite pentru a o$eri estim)ri
apro*imative privind propriet)ţile dielectrice ale apei :ntr'o gam) larg) de $recvenţe şi temperaturi.
-e asemenea/ apa este un asorant puternic/ :n and) larg) a microundelor şi este aşadar $olosit
pentru :nc)lzire selectiv) :n timpul proces)rii alimentelor. &antitatea de umiditate dintr'o sustanţ)
a$ecteaz) :n mare m)sur) constanta sa dielectric)/ :ntruc8t cea a umidit)ţii liere este mare 9"% la
temperatura camerei şi 2`45 Cz;. Accea a materialelor conteiner/ ca de e*emplu ?e$lon/ este deordinul 2. Feg)tura de umiditate este constant)/ adic) umiditatea mai mare produce valori mai mari
at8t a constantei dielectrice/ c8t şi a $actorului de pierdere. Aceast) leg)tur) este dependent) de
temperatur). ?otuşi/ apa :n starea sa pur) lic6id) apare $oarte rar :n produsele alimentare. &el mai
adesea/ conţine componenţi dizolvaţi/ se asoare $izic :n capilarele şi cavit)ţile materiale/ sau este
legat din punct de vedere c6imic de alte molecule de ap). ela*)rile dielectice ale apei asorite
au loc la $recvenţe mai mici dec8t rela*area apei liere 9Casted et al., 1(4% ;/ care ia naştere la
apro*imativ 1(`5 Cz pentru ap) la o tenperatur) de 25X&.n $uncţie de structura material)/ pot e*ist) numeroase tipuri de leg)turi ale apei/ care di$er) :n
ceea ce priveşte energia propriet)ţilor oligatorii şi dielectrice. n practic)/ materialele umede sunt
de oicei un amestec neomogen/ care de oicei conţin mai mult de o sustanţ) cu propriet)ţi
dielectrice necunoscute. Ast$el/ e $oarte greu de :nţeles şi de prezis comportamentul dielectric al
acestor materiale la di$erite $recvenţe/ temperaturi sau niveluri de 6idratare. n prezent/ se cunosc
$oarte puţine despre propriet)ţile dielectrice ale materialelor umede ale di$eritelor structuri care
conţin ap) la di$erite niveluri de leg)tur). &u toate acestea/ nu e nevoie mereu de o :nţelegere total)
pentru g)sirea soluţiilor la proleme pactice.
?ael 1. Propriet)ţi dielectrice cu microunde ale apei la temperaturi speci$icate 9adaptare dup)
Casted/ 1("3;.
21
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 22/48
Frecvenţă, GHz Contanta dielectrică (ε/ ) Factor de pierdere dielectric (ε// )
Temperatură Temperatură
20°C 50°C 20°C 50°C
+`! %+`3 !(`( 2`"5 1`25
1`" "(`2 !(`" "`( 3`!
3`+ ""`4 !%`4 13`+ 5`%
4`! "4`+ !%`5 1%`% (`4
"`" !"`4 !"`2 2%`2 14`5
(`1 !3`+ !5`5 31`5 1!`5
12`5 53`! !1`5 35`5 21`4
1"`4 42`+ 5!`3 3"`1 2"`22!`% 2!`5 44`2 33`( 32`+
3!`4 1"`! 34`3 2%`% 32`!
?aelul 2. Parametri dielectrici -ee de rela*are ai apei 9adaptare dup) Casted/ 1("3;.
Temperatură°C
Contanta dielectrică Timp de rela!are,"0#"2
Frecvenţa de rela!are,GHz
$tatic ε Frecvenţă
ridicată
ε0
+`+ %"`( 5`" 1"`!" (`++"
1+`+ %3`( 5`5 12`!% 12`552
2+`+ %+`2 5`! (`3! 1"`++4
3+`+ "!`! 5`2 "`2% 21`%!2
4+`+ "3`2 3`( 5`%2 2"`34!
5+`+ !(`( 4`+ 4`"5 33`5+!
!+`+ !!`" 4`2 4`+1 3(`!(+
22
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 23/48
Propriet)ţile dielectrice ale materialelor depind :n mare m)sur) de temperatur) iar $elul acelei
dependenţe reprezint) o $uncţie a proceselor de rela*are dielectrice care $uncţioneaz) :n
con$ormitate cu condiţiile e*istente şi $recvenţele utilizate. Pe m)sur) ce temperatura creşte/ timpul
de rela*are scade/ iar v8r$ul $actorului de pierdere trece pe $recvenţe mai mari. Ast$el/ :ntr8o zon)
de dispersie/ contanta dielectric) va creşte odat) cu creşterea temperaturii/ :n timp ce $actorul de
pierdere poate $ie s) creasc) sau s) scad)/ :n $uncţie de $recvenţa de $uncţionare este mai mare sau
mai mic) dec8t $recvenţa de rela*are. Mai sus şi mai jos de zona de dispersie/ constanta dielectric)
scade odat) cu creşterea temperaturii. ,uncţiile de distriuţie pot $i $olositoare pentru e*primarea
dependenţei temperaturii ale propriet)ţilor dielectrice :ns) $recvenţa şi comportamentul dependent
de temperatur) al propriet)ţilor dielectrice al majorit)ţii materialelor sunt complicate şi pot $i cel
mai ine determinate prin m)sur)tori la $recvenţele şi con$orm condiţiilor :n cauz).
&onstantele dielectrice şi $actorii de pierdere ale $ructelor şi legumelor proaspete au $ost analizate
de numeroşi cercet)tori 9?ran et al ./ 1(%4K Lelson et al ./ 1((4 ;.
Sunt ilustrate e*emple ale dependenţei de $recvenţ) pentru 24 $ructe şi legume di$erite. &onstanta
dielectric) arat) sc)derea monoton) aşteptat) a valorii/ cu $recvenţa cuprins) :n intervalul +`2W2+
Cz. Pentru toate $ructele şi legumele m)surate/ $actorul de pierdere scade odat) cu creşterea
$recvenţei de la +`2 Cz/ atinge un minim :n zona cuprins) :ntre 1 şi 3 Cz şi apoi creşte pe
m)sur) ce $recvenţa se apropie de 2+ Cz. Acest comportament este dominat de conductivitateaionic) la $recvenţe reduse/ prin rela*area apei legate şi prin rela*area apei liere :n partea de sus a
intervalului de $recvenţ). Propriet)ţile dielectrice ale acestor $ructe şi legume la (15 MCz şi 2`45
Cz sunt prezentate :n ?aelul 3 :mpreun) cu alte in$ormaţii descriptive. ?aelul 4 arat)
permitivitatea valorilor laptelui şi ale componenţilor acestuia 9Iudra et al ./ 1((2;.
?aelul 3. Permitivitatea $ructelor şi legumelor proaspete la 23^& 9adaptare dup) Lelson et
al./ 1((4 ;
23
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 24/48
Fruct%&e'umă C,
(*++)
-enitatea ţeutului,
' cm#.
Contanta
dielectrică (ε/ )
Factorul dielectric de
pierdere (ε// )
Frecvenţă Frecvenţă
/"5 Hz 215
Hz
/"5 Hz 215 Hz
M)r %% +`"! 5" 54 % 1+
Avocado "1 +`(( 4" 45 1! 12
Hanan) "% +`(4 !4 !+ 1( 1%
Pepene galen (2 +`(3 !% !! 14 13
Morcov %" +`(( 5( 5! 1% 15
&astravete (" +`%5 "1 !( 11 12Strugure %2 1`1+ !( !5 15 1"
rape$ruit (1 +`%3 "5 "3 14 15
Pepene galen %( +`(5 "2 !( 1% 1"
IiOi %" +`(( "+ !! 1% 1"
F)m8ie (1 +`%% "3 "1 15 14
Fime (+ +`(" "2 "+ 1% 15
Mango %! +`(! !4 !1 13 14
sturoi (2 +`(" !1 !4 12 14
Portocal) %" +`(2 "3 !( 14 1!
Papaa %% +`(! !( !" 1+ 14
Piersic) (+ +`(2 "+ !" 12 14
Par) %4 +`(4 !" !4 11 13
&arto$ "( 1`+3 !2 5" 22 1"
idic6e (! +`"! !% !" 2+ 15
-ovlecel (5 +`"+ !3 !2 15 13
&)pşuni (2 +`"! "3 "1 14 14
&arto$ dulce %+ +`(5 55 52 1! 14
Lap (2 +`%( !3 !1 13 12
M& 9&;/ conţinutul de umiditateK O.. 9.u.; W aza de umiditate.
24
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 25/48
?aelul 4. Propriet)ţile dielectice ale laptelui şi ale componenţilor acestuia la at 2`45 Cz
şi 2+X& 9adaptare dup) Iudra et al ./ 1((2 ;
-ecriere Grăime,
roteine,
&actoză,
3miditate,
Contanta
dielectrică
Factorul de
pierdere
dielectrică
1> Fapte +`(4 3`31 4`(3 (+`11 "+`! 1"`!
3`25> Fapte 3`1" 3`25 4`"( %%`13 !%`+ 1"`!
Ap) lactoz) + + 4`+ (!`+ "%`2 13`%
Ap) lactoz) + + "`+ (3`++ ""`3 14`4
Ap) lactoz) + + 1+`+ (+`+ "!`3 14`(
Ap) sodiu + 3`33 + (!`!" "4`! 15`5
cazeinat
Ap) sodiu + !`4% + (3`!2 "3`+ 15`"
cazeinat
Ap) sodiu + %`"1 + (1`2( "1`4 15`(
cazeinat
Factoz) 9solid); + + 1++ + 1`( +`+
&azeinat desodiu 9solid;
+ 1++ + + 1`! +`+
r)sime din
lapte 9solid);
1++ + + + 2`! +`2
Ap) 9distilat); + + + 1++ "%`+ 13`4
Propriet)ţile dielecttice ale amidonului din carto$i su $orm) de pudr) 9S* (2+/ Mat6eson/
&oleman Hell;/ caro 9ermantoOn Manu$acturing &o.; şi stailizator 9detalii produs nr. 1!+/
de tipul Seaem &M 514/ lotul nr. 34+%+"/ diviziunea coloizilor marini/ compania ,M&; s'au gasit
c) aceştia cresc :n mod regulat odat) cu umiditatea conţinutul cuprins :n intervalul +'2+> az) de
umiditate/ la 2`45 Cz. S'a descoperit de asaemenea c) propriet)ţile dielectrice ale acestor 6idro'
coloizi cresc odat) cu temperatura/ :n jurul intervalului de 2+'1++^&/ iar di$erenţa de temperatur) a
crescut semni$icativ pe m)sur) ce conţinutul de umiditate a crescut 9Lelson/ 1((1;.
25
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 26/48
ste important de reţinut $aptul c) propriet)ţile electrice şi $izice ale alimentelor/ care a$ecteaz)
:nc)lzirea cu microunde/ se sc6im) semni$icativ la temperaturi su limita de :ng6eţ. 76lsson et al .
91("4; a descoperit c) εb şi εbb au crescut semni$icativ odat) cu sc)derea $recvenţei :n cazul
majorit)ţii alimentelor testate/ iar :n cele mai multe cazuri/ propriet)ţile dielectriceau crescut rusc
odat) cu temperatura de la trecerea de la '1+ la +^& 9decongelare;. n studiile preliminare privind
propriet)ţile dielectrice ale ?ilozei la di$erite concentraţii de sare/ Benates6 91((!; a oservat o
creştere rusc) a $actorului de pierdere de la '2+ la '15^&/ av8nd aşadar tendinţe ce depind de
concentraţia de sare.
1,.. 2n%luenţa compoziţiei
Propriet)ţile dielectrice ale produselor alimentare sunt de asemenea determinate de compoziţia lor
c6imic). n$luenţa conţinutului de ap) şi sare 9sau cenuş); depinde :n mare m)sur) de $elul :n care
acestea sunt legate sau restricţionate :n miscarea lor de c)tre ceilalţi compuşi alimentari. Acest
lucru complic) previziunea/ azat) pe in$ormaţii pentru ingrediente singulare/ propriet)ţilor
dielectrice ale unui amestec. &ompuşii organici ai alimentelor sunt inerţi din punct de vedere
dielectric 9εb[3 and εbb[+`1; şi/ comparativ cu lic6idele ionice apoase sau ap)/ pot $i considerate
drept transparente la energie 9Mudgett/ 1(%5;. -oar la niveluri $oarte sc)zute de umiditate/ c8nd
urmele de ap) sunt prezente şi nea$ectate de c)tre c8mpul cu microunde :n sc6imare rapid)/
componentele de c)ldur) redus) speci$ice devin $actorii decisivi pentru :nc)lzire.
76lsson et al . 91("4 ; a descoperit c)/ :n cazul a numeroase alimente/ in$luenţa a numerose
conţinuturi de ap) şi sare asupra propriet)ţilor dielectrice este $oarte mare/ mai ales la 45+ şi (++
MCz. S'a descoperit de asemenea c) la temperaturi peste !+^&/ εb a sc)zut uşor odat) cu
temperature/ :n timp ce εbb a crescut/ :n special la $recvenţe reduse pentru alimentele s)rate9Hengtsson isman/ 1("1;. Propriet)ţile dielectrice ale anumitor alimente ca o $uncţie de
temperatur)/ la 2`% Cz sunt documentate de c)tre Hengtsson isman/ 1("1. 7 6art) alimentar)
a unor produse alimentare la 2`45 Cz şi 2+W25X& a $ost ilustrat) de Hu$$ler şi Stan$ord 91((1;.
2!
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 27/48
n cazul produselor alimentare cu nivel ridicat de caro6idraţi şi sirop/ za6arurile dizolvate 9:n ap);
sunt principalii susceptori de microunde 9Mudgett/ 1(%!;. Propriet)ţile dielectrice ale soluţiilor
apoase de za6)r de di$erite concentraţii au $ost m)surate şi comparate cu cele din struguri/ cu
concentraţii de uminitate similare 9?ulasidas et al ./ 1((5a;. n cazul gradului ridicat de umiditate al
strugurilor/ constanta dielectric) şi $actorul de pierdere a sc)zut odat) cu creşterea temperaturii şi
s'a oservat o tendinţ) invers) :n cazul unui grad mai sc)zut de umiditate 9?ulasidas et al ./ 1((5 ;.
n timp ce compuşii de alcool şi caro6idraţii dizolvaţi reprezint) ingrediente active ale unor
produse alimentare şi )uturi/ e$ectele acestora sunt nesemni$icative :n majoritatea produselor
alimentare/ cu e*cepţia produselor alimentare cu conţinut ridicat de caro6idraţi/ ca de e*emplu
produsele de patiserie sau siropurile şi )uturile alcoolice. $ectele se re$er) la stailizarea
modelelor de leg)tur) pe az) de 6idrogen prin intermediul interacţiunii 6idro*ilului cu apa 9Iudraet al./ 1((2 ;. $ectele P6'ului nu sunt considerate a $i importante per se/ pentru nivelurile de P6
tipice produselor alimentare 976lsson et al. / 1("4K Mudget/ 1(%!K L$ors Bainiainen/ 1(%(;.
$ectul de gr)sime ale propriet)ţi dielectrice par a $i cauzate de diluare 9mai multa grasime/ mai
putina apa;. ata de :nc)lzire pare s) nu ai) nici un e$ect :n sine cu privire la propriet)ţile
dielectrice/ $acand e*ceptie cazurile :n ap) şi sucuri unde sunt pierdute. Fa $recvenţe mai mici 945+
şi (++ MCz;/ relaţiile par a $i similare 9Hengtsson isman/ 1("1K. 76lsson et al/ 1("4;.&aracteristicile de :nc)lzire cu microunde a amestecurilor de e*tracţie sunt compuse de rozmarin
sau de $runze de menta/ de suspensie :n 6e*an/ etanol /amestecuri and6e*ane plus de etanol care au
$ost raportate şi sa constatat c) temperatura creşte dovedinduse a $i dependent) de propriet)ţile
dielectrice a solvenţilor şi las) :n :ntreare9 &6en Spiro/ 1((4;.
Au $ost mai multe tentative de a dezvolta relaţii :ntre propriet)ţile dielectrice şi compoziţie/ azate
pe medii ponderate ale proprietatilor dielectrice a componentelor individuale 9de e*emplu/ Sun et
al/ 1((5K. Iudra et al/ 1((2.;. &u toate acestea/ aceste studii implic) $aptul c) aordarea este
incomplet din cauza posiilelor e$ecte sinergice şi pierderilor. n esenţ)/ eco'legarea
componentelor :n materialul mam) pare s) joace un rol care nu poate $i uşor de contailizat/ atunci
c8nd m)sur)torile se $ac pe componentele individuale. Propriet)ţile dielectrice şi $actorii de
pierdere a patru r8nzeturi di$erite prelucrate de patru compoziţii di$erite sunt prezentate :n taelul
5 pentru temperaturi de 2+ şi "+ X & 9-atta şi Lelson/ 2+++;. Fa umiditate mai mare şi conţinutul
2"
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 28/48
de gr)sime mai sc)zut/ $actorul de pierdere a crescut oarecum cu temperatura.
?aelul 5. Propriet)ţile dielectrice de r8nz) procesate la 2 V 45 Cz $iind legate de compoziţie şi
de temperaturi de 2+ X & "+ X & 9-atta/ 1(((;
C446T67 Contanta dielectrica (ε/ ) ierderile dielectrice (ε// )
TEMPERATURA TEMPERATURA
Grasime % Umiditate % 20°C 70°C 20°C 70°C
+ !" 43 2( 43 3"
12 55 3+ 21 32 23
24 43 2+ 14 22 1"
3! 31 14 % 13 (
1,.3. Structura %izic+ a materialului ţint+
Propriet)ţile dielectrice variaza :n $uncţie de o serie de atriute $izice/ inclusiv densitatea :n vrac/
dimensiunea particulelor/ şi omogenitate. Lelson 91((2; a dezvoltat relaţii pentru propriet)ţile
dielectrice ale cerealelor integrale şi su $orm) de pra$ :n vrac la densit)ţi di$erite/ conţinutul de
umiditate şi de $recvenţ). -ensitatea :n vrac a $ost identi$icat ca o surs) majora de variaţie pentru Q
Gşi QTT9Ient/ 1(""K Lelson 91(%3; şi Lelson 91(%4;K Ient Iress'ogers/ 1(%!K Lelson 0ou/
1(%(;. -ependenţa densitatii de proprietatile dielectrice ale materialelor treuie s) $ie contailizata
:n elaorare cu $uncţile care determin) conţinutul de umiditate a cerealelor 9Meer Sc6ilz/
1(%+;. Aceast) relaţie/ de asemenea/ ar putea $i utilizat) :n controlul continuu on'line de procesare
a cerealelor.
1,.4. ependenţa densitaţii
2%
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 29/48
Av8nd :n vedere c) in$luenţa unui material dielectric depinde de cantitatea de mas) care
interacţioneaz) cu c8mpurile electromagnetice/ masa pe unitatea de volum/ sau densitatea/ vor avea
un e$ect asupra proprietatilor dielectrice 9Lelson/ 1((2;. Acest lucru este :n special notail cu
dielectrici particulare/ cum ar $i materiale granulate sau pulverizate. n :nţelegerea naturei
dependenţei densitatii proprietatilor dielectrice ale materialelor de particule/ relaţiile dintre
propriet)ţile dielectrice a materialelor solide si cele de aer/ amestecuri de particule/ cum ar $i proe
de granule sau pulverizat de ast$el de sustanţe solide/ sunt utile. n unele cazuri/ proprietatile
dielectrice ale unui solid poate $i necesar) atunci c8nd proele de particule sunt disponiile numai
$orma materialului. Acest lucru a $ost valail pentru oaele de cereale/ :n cazul :n care nucleele
au $ost prea mici pentru titularii de proa dielectric) utilizat) pentru m)sur)ri 9Lelson 0ou/
1(%(; şi :n cazul de minerale pure/ care a treuit s) $ie pulverizat pentru puri$icare. Pentru unele
materiale/ $aricarea de proe la dimensiunile e*acte necesare pentru m)surarea propriet)ţilordielectrice este di$icil)/ şi m)sur)rile pe materialele de pulverizat sunt mult mai uşor de realizat. n
ast$el de cazuri/ relaţiile dovedite pentru convertirea proprietatilor dielectrice a proelor de puleri
:n cele pentru material solid sunt importante. Mai multe ine'cunoscute amestecuri de ecuaţii
dielectrice au $ost luate :n considerare :n acest scop 9Lelson 0ou/ 1(%(;.
Lotaţia utilizat) de mai jos se aplic) la dou) componente'amestecuri/ :n cazul :n care reprezint)
permitivitatea Q e$ectiv) a amestecului/ Q1 este permitivitatea de mediu :n care particulele de
permitivitatea Q2 sunt dispersate/ iar 1 şi 2 sunt $racţiunile de volum ale componentelorrespective/ :n cazul :n care 1 2 Y 1. -ou) dintre amestecurile de ecuaţii dovedite a $i deoseit
de utile pentru oaele de cereale au $ost comple*ul de indicele de re$racţie amestec ecuaţia
9Lelson/ 1((2;#
9%;şi Fandau şi Fi$s6itz/ Fooenga ecuaţia 9Lelson/ 1((2;#
9(;Pentru a utiliza aceste ecuatii standard pentru a determina Q2/ unul treuie s) cunoasc)
propriet)ţile dielectrice 9permitivitatea; a proei pulverizate la densitatea :n vrac 9aer'particule a
amestecului densitatii;/ precum şi gravitatea speci$ic) sau densitatea materialului solid. Lelson
91((2; a raportat c) indicele de re$racţie comple* şi relaţiile Fandau şi Fi$s6itz/ Fooenga $urnizat
o metod) relativ) de incredere pentru ajustarea proprietatilor dielectrice ale materialelor granulare
şi su $orm) de pra$/ cu caracteristici cum ar $i produsele de cereale de la valorile cunoscute la
2(
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 30/48
prima densitate :n vrac p8n) la valorile corespunz)toare pentru o alt) densitate :n vrac.
-i$erenţa densitaţii con$orm aştept)rilor :n vrac/sunt datorate di$erenţelor de volumul de aer
ocupate. Lelson 91((1; a raportat c) propriet)ţile dielectrice a materialelor solide de di$erite 6idro'
coloizi au $ost mai mari dec8t a materialelor su $orm) de pra$. -eşi mulţi cercet)tori sunt de
p)rere c) nu e*ist) nici o az) teoretic) pentru un e$ect pur particule de dimensiuni/ studii cu
privire la ca$eaua instant şi laptelele pra$ se :nţeleage c) un ast$el de e$ect este posiil 9Ient
Iress'ogers/ 1(%!;. M)sur)torile pe di$erite $racţiuni de sit) de oae zdroite sau pudr)/
oţinute prin Benates6 et al. 91((%; a indicat/ de asemenea un e$ect de marimea particulelor. n
esenţ)/ atunci c8nd un material este zdroite sau pudr)/ se poat aştepta modi$ic)ri ale
caracteristicilor de supra$aţ) şi/ prin urmare/ este posiil ca ponderea de energie transmis)
sc6im)ri. Acest lucru ar treui s) se re$lecte printr'o modi$icare :n constanta dielectric)/ $)r) a $i
neap)rat o sc6imare :n $actorul de pierdere. &u toate acestea/ Ient şi Iress'ogers 91(%!; nu suntde acord cu aceast) e*plicaţie. na din prolemele e$ectului de :nc6eiere a dimensiunii
particulelor este de a asigura c) conţinutul de umiditate şi compoziţii de $racţiunile di$eritelor
particule de dimensiuni identice şi c) nu e*ist) modi$ic)ri datorate de :nc)lzirea :n timpul şle$uirii.
-ac) e*ist) un GpurG e$ect de dimensiunea particulelor/ se pare a $i at8t de mic :n comparaţie cu
in$luenţa densit)ţii :n vrac şi de alţi $actori cu e*perimentare numai $oarte am)nunţit) şi precis) se
va dovedi sau in$irma e*istenţa acesteia.
11. Aplicatii din masuratori ale proprietatilor dielectrice
Proprietatile dielectrice ale materialelor depind de multi $actori/ inclusiv unele care sunt legate de
compozitia c6imica. 7data ce datele $undamentale cu privire la relatiile dintre proprietatile
dielectrice si alti $actori au $ost stailite/ rapiditatea cu care proprietatile dielectrice pot $i masurate/
si metodele non'distructive/ pot conduce la metode mai une de analiza a calitatii sau de
monitorizare a proprietatilor relevante sau conditiilor/ inainte/ in timpul si dupa prelucrare. *ista
multe e*emple de ast$el de cereri in literatura de specialitate dintre care doar cateva vor $i
enumerate mai jos.
11.1. 'alitatea materialelor agro(alimentare
3+
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 31/48
Proprietaţile si calitatea sustantei pot $i corelate/ de e*emplu $ie de inalta $recvenţa sau $recvenţe
ma mici &i poate $i $olosita pentru a masura calitatea peştelui şi a carnii.
3leiuri% Graimi
&onsumul de ulei si de mancaruri pe aza de grasimi a crescut rapid in ultimii ani. Pentru a garanta
un control e$icient al calitaţii pentru prajirea grasimilor/ metode simple şi rapide sunt necesare
pentru a masura auzul termic. &ateva dintre testele care au raportat inclusiv incalzirea mai multor
uleiuri prajite cu sau $ara produse alimentare şi estimeaza sc6imarea parţilor polare/ numarului de
acizi/ a culorii / asorţia speci$ica şi proprietatile dielectrice cu perioada prelungita de incalzire.
&u toate astea/ este raportat ca aceaste analize de rutina nu pot $i intotdeauna su$iciente pentru a
caracteriza uleiurile si grasimile prajite. n rapoarte recente/ alimentele cu ulei au $ost raportate ca
$iind instrumente utile in detrimentul auzului de caldura pentru prajirea grasimilor si uleiurilor.
Pana in acest moment/ nu s'au inregistrat nici multe in$ormatii nici te6nici simple care sa $ie
disponiile pentru a intelege deteriorarea naturii uleiurilor comestiile incalzite care sunt
omniprezente in orice proces de prelucrare al alimentelor sau de operare. &onsumatorii si
produsele alimentare de catering continua sa utilizeze si sa reutilizeze uleiurile prajite pentru a
satis$ace cerintele de zi cu zi.
&onstanta dielectrica a $ost considera a $i cel mai important indicator pentru controlul
calitatii in comerciale/ operatiunile de prajire a grasimilor si a $ost concluzionat ca sc6imarile sicontinutul in polimer a constantei dielectrice sunt $olositoare pentru a monitoriza calitatea uleiului
prajit. ste raportat ca masurile proprietatilor dielectrice ale uleiurilor comestiile au $ost
comparate cu metode convenctionale de analiza 9 vascozitate/ indice de re$ractie/ valoarea de iod/
valoarea de pero*id si acizii grasi; pentru a evalua calitatea prajirii dintr'un amestec de seminte de
umac si uleiuri de $loarea'soarelui/ si de asemenea pentru a preveni deteriorarile care apar in
timpul incalzirii uleiului/ ca o mare parte din uleiul comestiil este consumat in timpul prajirii
alimentelor. Pentru grasimi si uleiuri/ seu si untura Qb este intre 2/4 si 2/" precum si starea $izica nu
este importanta pentru valori/ cu toate astea este mai importanta valoarea lui Qbb. Aceste valori
variaza de la +/+35 la 2/% Cz. Baloarea lui Qbb creste cu temperatura si are loc trans$ormarea de la
starea solida la cea lic6ida.
Benates6 si ag6avan au raportat rezumatele a numeroase studii recente re$eritoare la uleiurile
comestiile incalzite si caracteristicile lor intr'un e$ort de a staili standardele comparative $olosite
31
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 32/48
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 33/48
Propriet)ţi dielectrice variaz) considerail :ntre di$erite tipuri de cereale/ culturi şi seminţe de
uruieni. n general/ valorile pentru propriet)ţi dielectrice variaz) considerail :ntre di$erite tipuri
de cereale/ culturi şi seminţe de uruieni. n general/ valorile pentru Q şi QTTsunt mai mari pentru
proele de cereale şi seminţe :n vrac de densit)ţi mai mari şi conţinutul de umiditate mai
mare.Principalul interes :n propriet)ţile dielectrice ale produselor agricole este pentru determinarea
conţinutului de umiditate. Modele matematice pentru Q versus densitatea din oaele de cereale
au $ost elaorate. Studii recente privind masurarea proprietatilor dielectrice au indicat $aptul c)
m)surarea propriet)ţilor dielectrice are un potenţial promiţ)tor :n estimarea anumitor propriet)ţi de
inginerie/ cum ar $i masa/ densitate/ grosime/ conţinutul de gr)simi/ etc.
Coacerea produelor alimentare din 8aina
&uptor cu microunde si $recvenţa radio de :nc)lzire au $ost $olosite pentru procesele de
coacere.Proprietatile microundelor din aluatul de p8ine au $ost m)surate :n gama de $recvenţe de la
!++ MCz la 2/4 Cz de c)tre uerc6er et al. 91((+; ca o $unctie de compoziţie ap)'$)in)/ timpul
de preparare şi timpul de coacere. &onstanta dielectric) şi $actor de pierdere a sc)zut at8t
conţinutul de ap) dar şi timpul de coacere a $ost redus. Permitivitatea la cracare aluat/ amidon şi
gluten a $ost m)surat) :n intervalul '2+ +.2 Cz de c)tre Canes şi Foce 91((5; care au studiat/
de asemenea rela*area dielectrica :n aceast) gam) de $recvenţe. i au identi$icat dou) regiuni derela*are/ unul pentru aluaturi su 35> umiditate asociate cu ap) legat)/ şi un altul pentru un
conţinut de umiditate deasupra nivelului asociate cu ap) lier). &onstant) dielectric) şi pierderea
de aluat copt/ :n $uncţie de temperatur) şi umiditate/ au $ost raportate la 2" MCz.&onstant)
dielectric) a crescut treptat/ cu conţinutul de umiditate şi temperatur). ?emperatura a a$ectat/ de
asemenea/ $actorul de pierderi dielectrice dincolo de acest punct. &onductivitatea ionica şi
rela*area oligata de ap) sunt considerate mecanisme dominante de pierdere :n aluat copt la
aceast) $recvenţ). Seras et al. 91(%";a m)surat permitivitatea :n timpul :nc)lzirii di$eritor tipuri de
$)in)/ cu continutul de apa di$erite. &reşterea valorii Q :nainte de a atinge 1++ X &/ pentru $)in)
uscata/ sau cu un conţinut de ap) de 1+>/ arat) c) apa interacţioneaz) cu matricea poliza6aridica
şi/ prin urmare nu mai poate ing6eta. &and apa se evapor)/ valoarea lu Qb scade la un nivel stail
:ntr'un produs uscat. Propriet)ţi dielectrice pentru p8ine şi $)in) au $ost m)surate :n mare parte la
33
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 34/48
$recvenţe ridicate. -eşi valoarea QTTvariaz) :n $uncţie de umiditate/ cum poate $i de aşteptat/
temperatura are doar un e$ect minor.
rodue lactate
Propriet)ţi dielectrice ale produselor lactate sunt relativ rare. Propriet)ţi de zer şi lapte pra$
degresat au au $ost masurate de zepeca şi Pereira 91("4;. &ei din soluţii apoase de non'gr)sime
din lapte uscat au $ost modelate de Mudgett et al 91("4; şi Mudgett et al 91(%+;. Propriet)ţi
dielectrice reprezentative de lapte şi elementele sale constitutive la 2.45 Cz sunt o$erite de Iudra
et al. 91((2;. Pentru unt/ m)sur)torile :ntre 3+ Cz şi 5 MCz au $ost raportate de c)tre Sone et al.
91("+;. &onstanta dielectric) şi pierderea de unt la 2/45 Cz ca $uncţii de temperatur) au $ost
m)surate de c)tre zepeca şi Pereira 91("4;. ezultatele lor au ar)tat c) permitivitatea de ap)
legat) la 2/45 Cz a avut un coe$icient de temperatur) pozitiv/ :n timp ce permitivitatea de ap)
lier) a sc)zut cu temperatura. Fa temperaturi su punctul de :ng6eţ/ apa a cristalizat/ şi
permitivitatea sa a sc)zut rapid la valori $oarte mici/ ast$el :nc8t comportamentul pare s) rezulte
din in$luenţa de ap) legat). &reşterea rapid) a permitivitatii de unt de mai sus 3+o& pot $i cauzate
de dezintegrarea emulsiei. ntr'un interval mic de conţinutul de umiditate/ Praas6 şi Armstrong
91("+; au ar)tat o creştere liniar) :n constant) dielectric) cu conţinutul de umiditate. Bariaţiilor
sezoniere :n propriet)ţi dielectrice ale untului nu au aratat modi$icari semni$icative.Pentru et al. 91("4; a utilizat o solutie apoas) $)r) gr)sime soluţii uscat) din lapte/ ca sisteme
model şi a constatat c) s)rurile de lapte nu se disociaza complet. S)rurile Hound 9apro*imativ 33>
de gr)simi din lapte;/ nu prezint) acelasi comportament dielectric ca si s)rurile primare disociate :n
soluţie. Proprietatile dielectrice din lapte/ pe aza conţinutului total de cenuş)/ sunt mai sc)zute
dec8t sa prev)zut din compoziţia c6imic).
$olutiile de are
Multe materiale agricole şi alimentare conţin ap) ca constituent major. -e asemenea/ ionii de
sare poate a$ecta :n mod semni$icativ propriet)ţile dielectrice/ mai ales $actorul de pierderi
dielectrice. Ast$el/ este util s) se studieze propriet)ţile dielectrice de solutii de sare 9Sun et al/
34
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 35/48
1((5K. Casted et al/ 1(4%.;/ care sunt sisteme relativ simple şi care poate sugera tendinţele :n
comportamentul dielectric a unor materiale ale produse alimentare. Proprietatile dielectrice ale
soluţiilor saline au $ost studiate :n detaliu şi modele de calcul a acestor propriet)ţi ca $uncţii de
temperatur) şi de salinitate au $ost dezvoltate si testate cu datele e*perimentale din literatura de
specialitate. &onstantele dielectrice a soluţiilor de sare a sc)zut o data cu cresterea temperaturii. &u
toate acestea/ semnul de coe$icientul de temperatur) a $actorului de pierderi dielectrice depinde de
concentratia pentru gama de temperaturi selectate.
9ctivitatea apei
GMoilitateaG apei :n structura unui material gazd) poate varia mult de la e*trem de
moil) ap) Glier)G/ pentru a GlegaG ap)/ care este oarecum limitat) cinetic. Moilitatea este legata
de activitatea aO a apei/ care descrie contriuţia de ap) la sprijinul de acterii şi $ungi.
&uanti$icarea activitatii aO a apei este c6eia de cercetare privind conservarea şi siguranţa
alimentelor.M)sur)torile dielectrice sunt un instrument de cercetare unic :n :nţelegerea soluţiilor
apoase/ activitatea apei/ conservarea alimentelor/ termenul de valailitate/ $enomenul de 6idratare/
si $azele de tranzitie. Proiectate corect şi instrumente calirate electrice sunt $olosite pentru a
determina rapid conţinutul de umiditate.
roprietăţile dielectrice ale produelor alimentare la temperatura de con'elare i
terilizare
&unoaşterea e*act) a proprietatilor dielectrice :n materialul parţial :ng6eţate este
critic) pentru a staili preţurile şi uni$ormitatea :nc)lzirii :n cuptorul cu microunde pentru
decongelare. -eoarece g6eaţa :n materialul se topeste/ asorţia de energie cu microunde creşte
$oarte mult. Ast$el/ porţiunile de materiale care ing6eata prima data asor semni$icativ mai multa
energie şi c)ldur) la ratele de crestere/ care pot duce la temperaturi de $ierere localizate :n timp ce
alte zone sunt :nc) :ng6eţate. Propriet)ţilor dielectrice ale materialelor alimentare congelate au $ostraportate :n literatura de specialitate 9Hengtsson isman/ 1("1K Ient/ 1(%"; şi aceste propriet)ţi
pot $i puternic in$luenţate de compoziţia/ :n special a apei totale şi conţinutul de sare. Sare
a$ecteaz) situaţia prin deprecierea punctului de congelare/ l)s8nd mai mult) ap) ne:ng6eţata/ la o
temperatur) dat) :n acest interval. Sarea creşte/ de asemenea/ conţinutul de ioni şi/ prin urmare/
interacţiunea cu c8mpurile cu microunde.
35
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 36/48
&6amc6ong 9in 1(("; a raportat proprietatilor dielectrice la 2/45 Cz de ?lose / un
analog alimentar/ care acoper) gama de :ng6eţate. Pentru produsele alimentare comple*e şi
$ormulate/ cum ar $i ?lose / propriet)ţile dielectrice treuie s) $ie m)surate sau estimate
9Hu$$ler Stan$ord/ 1((1/ Benates6/ 1((!;. At8t constanta dielectric) cat şi $actorul de pierdere
au sc)zut :n mod semni$icativ cu cat mai mult) ap) a $ost :ng6eţata. Av8nd :n vedere c) $racţiunea
de ap) ne:ng6eţata este o $uncţie non'liniar) a temperaturii/ creşterea proprietatilor dielectrice ale
materialului parţial :ng6eţat este/ de asemenea/ non'liniar) cu temperatura. -easupra gamei de
congelare/ constanta dielectric) a ?lose a sc)zut liniar cu temperatura. Prin ad)ugarea de sare/
constanta dielectric) a sc)zut/ :n timp ce $actorul de pierderi dielectrice a crescut.
Propriet)ţile dielectrice la temperaturi ridicate/ utile pentru pasteurizarea şi de sterilizarea cu
microunde/ au $ost limitate 9-atta Lelson/ 2+++;. n plus $aţ) de e$ectele temperaturii :n sine/
sc6imarile $izice si c6imice/ cum ar $i gelatinizarea amidonului 9Miller et al/ 1((1.; si denaturarea proteinei care cauzeaz) diseminarea şi contracţia ap) 9Fi Harringer/ 1(("; la temperaturi mari se
poate sc6ima :n mod semni$icativ propriet)ţilor dielectrice . Mai mulţi autori au pulicat ecuaţii
pentru a prezice propriet)ţilor dielectrice $unctie de apa/ sare şi temperatura. Aceste ecuaţii
$uncţioneaz) cel mai ine pentru produsele alimentare :n cazul :n care un num)r mare de proe
legate au $ost raportate :n literatura de specialitate. Pentru produsele alimentare :n cazul :n care au
$ost pulicate puţine / :n unele cazuri acurateţea modelelor scade dramatic.
Proprietaţile dielectrice ale sistemelor simple/ cum ar $i apa sau apa sarata sunt liniare:n raport cu temperatura. Alimente lic6ide/ cum ar $i supa si ulionul/ sunt/ de asemenea/ de oicei
liniare cu temperatura. Alimente cu sisteme mai comple*e/ cum ar $i carnea/ nu sunt liniare. nul
dintre motive ar putea $i din cauza sc6im)rilor de $az)/ cum ar $i denaturarea proteinei şi
gelatinizarea amidonului. -enaturarea proteinei sc6ima ap) şi sarea prin capacitatea de legare a
produselor alimentare/ ap) e*pulzeaz)/ şi modi$ic) propriet)ţile dielectrice. Pentru produsele
alimentare ogate in sare/ cum ar $i sunca/ modi$icarea proprietatilor dielectrice la temperatura de
denaturare este puternica :n $uncţie de conţinutul de sare. Proprietatile dielectrice ale
6idrocoloizilor su $orm) de pra$/ inclusiv amidon din carto$i/ guma roşcovelor/ gum) araic)/
caragenan şi caro*imetilceluloz)/ au $ost masurate la 2/45 Cz ca $uncţii de temperatur) 92+'1++
X &; şi conţinutul de umiditate :ntre + şi 3+>/ az) umed) 9Praas6 et al./ 1((2/ Lelson/ 1((1;.
&onstantele dielectrice şi $actorii pentru pierderea tuturor 6idrocoloizilor a crescut cu conţinutul de
umiditate şi de temperatur) care indic) o $recvenţ) de 2/45 Cz de rela*are/ la tot conţinutul de
3!
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 37/48
umiditate şi temperaturi. radul de dependenţa de temperatur) a tuturor celor cinci 6idrocoloizi a
crescut conţinutul de umiditate/ dar :ntr'o m)sur) mai mic) :n amidonul din carto$i şi :ntr'o m)sur)
mult mai mic) :n guma de oae de roşcove.
1. 'omportamentul dielectric al solurilor
,actori importanţi :n comportamentul solurilor e*puse la microunde sunt propriet)ţile
dielectrice ale componentelor din sol. Lumai in$ormaţii limitate sunt disponiile la aceste
propriet)ţi :n literatura de specialitate/ :n special la $recvenţe de microunde. Coestra şi -elane
91("4; au studiat propriet)ţilor dielectrice a unui nisip $in/ un m8l/ un namol şi un sol argilos 9$ Y
1++ MCz'2! Cz;. -atele lor a relevat urm)toarele relaţii generale# valorile pentru Q/care creste
odata cu cresterea temperaturii/ dar valoarea de QTT r)m8ne constanta caci temperatura creste/
valoarea lui QTT trece printr'un punct de rela*are/asa cum temperatura scade $recvenţ) 9la care are
loc de rela*are; creşte/ valorile pentru Q şi Q cresc/ cu o creştere a conţinutului de ap)/ $recvenţa
la care are loc de rela*are creşte cu o sc)dere a conţinutului de ap)/ precum şi valoarea Q Tscade cu
$recvenţ) şi scade mai rusc dup) $recvenţa de rela*are. n general/ valoarea Q Ga solurilor variaz)
:ntre 2 şi 3 pentru soluri uscate p8n) la 2+ pentru soluri cu o umiditate :n intervalul de +/3 g cm'3.Balorile pentru Q variaz) de la +/5 pentru soluri uscate la apro*imativ 4 pentru solurile cu
umiditate ridicat). Solurile cu compuşi organici concentrati au o conductivitate electrica mai mare
decat solurile care au permanent aceeaşi cantitate de ap). -e asemenea/ :n cazul :n care compusul
are o valoare sc)zut) pentru Q şi este prezent) :ntr'o concentraţie mare/ particule de argila va tinde
s) $loculeze.
1.1. 'omportamentul dielectric ale amestecurilor solventilor organici
,oarte puţine in$ormaţii sunt disponiile despre propriet)ţile dielectrice ale solvenţilor şi
amestecurilor de solvenţi la $recvenţe de microunde. &unoaşterea acestor propriet)ţilor este
necesar) pentru a :nţelege modul de comportare al amestecurilor sol N solvent atunci c8nd este
e*pus) la microunde. ?estarea de solvenţi este esenţial)/ deoarece este considerat necesar) sa se
3"
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 38/48
$oloseasca un amestec de solvenţi :n compuşi. Anumiţi solvenţi selectati şi amestecurile lor au $ost
testate :n acest studiu.
1.. Procesul de asistare al cuptorului cu microunde
Acest proces este o te6nologie de e*tracţie consolidat) patentat) de Mediu &anada/ care
$oloseste microundele pentru a trans$era rapid compuşii'ţint) de la o etap) la alta prin :nc)lzirea
selectiva de $az) care conţin compuşi ţint) 9Pare et al./ 1((4;. ?e6nologiile MAP $olosesc
microundele pentru a asista la procese $izice sau c6imice. tilizarea acestei te6nologii pentru
e*tracţia cu solvent a contaminanţilor organici din sol sa dovedit a $i de succes :n domeniul de
pregatire a proei de analiz) şi a p)truns :n di$erite domenii de cercetare/ inclusiv de control al
calit)ţii# produse $armaceutice/ produse alimentare/ siguranţa alimentar)/ de veri$icare nutriţionaleK
separare eşantionului de mediu# solurilor contaminate/ apa contaminata/ $lu*uri de deşeuri/
ţesuturile animale contaminate/ reziduuri de pesticide :n plante şi :n ştiinţele medico'legale a
consumului de droguri din ţesuturi.
13. Studiu de caz.Degradarea culorii, texturii,polifenolilor si
capacitatii antioxidante a verzei York dupa prelucrarea cu
microunde
13.1.Astract
Fegumele/ ca o component) esen ial) a dietei umane /de oicei au nevoie de un anumit tipț
de prelucrare :nainte de a $i consumate .n acest studiu / impactul microundelor 9 M@ ;/ s'a avut invedere prelucrarea pe di$erite propriet) i $izico'c6imice ale verzei 0or . Barza 0or s'a procesatț
la 4++ / 5!+ i %++ @$or +'14 min cu un increment de 2 min / urmat de un studiu cinetic pentruș
degradarea poli$enolilor / $lavonoidelor / capacitatea antio*idant) / culoarea i te*tura. ezultateleș
au aratat ca procesarea M@ duce la reduceri semni$icative :n te*tura /culoare / poli$enoli iș
capacitatea antio*idant) . Pentru toata puterea de procesare M@ studiata con inutul total $enolicț
3%
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 39/48
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 40/48
minimiz8nd :n acela i timp sc6im)rile :n valoarea nutritiv) i senzoriale ale produselor. &u toateș ș
acestea procesarea cu ajutorul oricareai surse de :nc)lzire poate promova reac ii care ar puteaț
a$ecta gloal calitatea alimentelor . Pierderea de calitate implic) at8t $actori suiectivi / cum ar $i
gustul care nu pot $i u or m)surat/ precum i $actori cuanti$icaili / cum ar $i nutrien ii. n ultimiiș ș ț
ani / au $ost :ntreprinse mai multe studii pentru a investiga proprietatile nutritive ale diverselor
legume prelucrate de M@ cum ar $i mi*urile de legume / roccoli / carto$i / morcov / ceapa / varza
al)/ mazare / spanac / varza / conopida / napi / $asole verde i sparang6el. $ectele au $ost totu i /ș ș
at8t pozitive/ c8t i negative si au $ost raportat :n $unc ie de di$eren ele de condi ii de procesș ț ț ț
i caracteristicile mor$ologice ale legume. Pentru proiectarea unui proces optimizat care poateș
duce la o conservare ma*ima de $itoc6imicale cu ajutorul modelarii cinetice este necesar s) se
o in) in$orma ii cinetice de az) pentru a descrie viteza de reac ie :n $unc ie de variaileleț ț ț ț
e*perimentale i prin urmare / pentru a prezice modi$icarea unui anumit produs alimentar :nș
timpul prelucr)rii. n num)r de modele cinetice cum ar $i de ordinul zero / de prim ordin iș
conversie $rac ionat) 9 ,& ; de ordinul :nt8i au $ost $olosite pentru con inutul $itoc6imic /ț ț
capacitate A7 / te*tura i degradare culoare pentru o gam) larg) de $ructe i legume. Prinș ș
urmare /scopul studiului a $ost de a a$la e$ectele de prelucrare M@ a verzei 0or asupra degradarii
cinetice a unui num)r de propriet) i $izico'c6imice / cum ar $i te*tura / culoarea / poli$enoli iț ș
activitatea A7 . Aceste oiective sunt justi$icate av8nd :n vedere $aptul c) literatura de specialitate
nu dispune de unelein$orma ii cu privire la evaluarea de $itoc6imicale / capacitate antio*idant) / caracteristicile $iziceț
cum ar $i culoarea i te*tura in ceea ce priveste procesarea M@.ș
13.3. Materiale si metode
ateriale ve'etale i pre'ătireaș lor
Barza 0or a $ost ac6izi ionata de laț un supermaret local/ :n -ulin/ :n aprilie 2+1+.
7ptsprezece'dou)zeci capete de varz) 925'3+ g; au $ost selectate aleator iș curatate de $runze
e*terioare iș stem apoi :mp)r iteț :n patru segmente iș a $ost :ndep)rtat miezul central.Segmentele
s'au t)iat :n uc) iț de +/5 * 5'! cm/ $olosind o masina de taiat legume. n lot de apro*imativ 1% g
de varza tocata a $ost depozitat :ntr'o pung) de plastic :n condi ii de re$rigerareț :ntuneric 94 X & f
+/5; si au $ost utilizate ca materie prim) pentru toate tratamentele ulterioare. 7 pro) de 5+ g
a $ost luat) din lot ca re$erin )ț pentru varza proaspata/neprelucrata.
4+
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 41/48
relucrarea cu a:utorul microundelor(;)
Prelucrarea cu ajutorul microundelor a $ost realizat) utiliz8nd un cuptor casnic cu o putere
ma*im) de ie ire de %++ @. nc)lzirea cu microunde a $ost e$ectuata de la 4++ / 5!+ i %++@ș ș
semni$icand 3+ / 5+ i 1++ > din putere .Procedura a constat in ad)ugarea a 5+ g de varz)ș
m)run it) la 5++ ml pa6ar de laorator umplut cu 1++ ml ap) deionizat) i apoi a $ost plasat :nț ș
interiorul cuptorului M@ . ?impul s'a masurat de :ndat) ce au $ost plasate legumele
interiorul M@ la puterea studiata . Pentru toate nivelurile de putere studiate /proele au $ost retrase
la $iecare 2 min pana la 14 min . Materialul prelucrat a $ost drenat / r)cit :n ap) cu g6ea ) 9 1'4 Xț
& ; timp de 1 min i apoi l)sat s) se scurg) timp de 3+ s. . Proele procesate au $ost inute :ntr 'unș ț
material plastic/sac 9 2+ 25 cm ; i culoarea i te*tura analize au $ost e$ectuate :n aceea i zi .ș ș ș
Proele prelucrate au $ost imersate :n azot lic6id i m)cinate :ntr'o pulere grosier) $olosind mojar ș
cu pistil i depozitate :n saci de plastic / la '2+ X & p8n) la analiz) suplimentar)9 1+'15 zile; .ș
repararea e!tractelor
5 g de pro) varz) zdroita se e*trage cu 5+ ml de !+> metanol. Pentru a preveni o*idarea
e antionuluiș :n timpul e*tragerii/ un mediu redus a $ost creat $olosind sp)lare cu azot. Haloanele
au $ost p)strate :ntr'un incuator cu agitare la 1++ rpm iș 4+ X & timp de 2 ore. Per$uziile au $ost
$iltrat cu @6atman h 1 p8n) ce s'a o ineț un e*tract limpede. *tractele se evapor) :ntr'un
evaporator la !+ X & la respectiva lor presiune iș depozitate la '2+ X & p8n) la utilizare. 9naliza 8itoc<imica
Determinarea en!li" t!tal# i "!n in$t$l de la!n!ideș ț
&on inutul total $enolic 9 ?P& ; i con inutul de $lavonoide totale 9 ?,& ; dinț ș ț
proe au $ost estimate :n $unc ie de raportul anterior. *tractele din varz) proasp)ta si varzaț
procesata cu ajutorul M@ s'au dizolvat :n ap) deionizat) 9 1 mg N ml;. Pe scurt / pentru estimarea
?P& / alicote de 1++ pl e antionului :n ap) deionizat) au $ost amestecate cu 2 ml de 2 > La2&73ș
i au $ost l)sate :n repaus timp de 2 minute la temperatura camerei . -up) incuare s'a adaugatș
1++ pl de $enol ,olin ' 1L &iocalteau . Amestecul de reac ie se las) s) stea timp de 3+ min laț
temperatura camerei/ :n :ntuneric .
ezultatele au $ost e*primate ca acid galic mg ec6ivalente per 1++ g.
reutatea :n stare proasp)t) 9 ,@ ; a verzei.
Pentru estimarea ?,& / 25+ pl de pro) a $ost amestecat) cu 1/25 ml de ap) deionizat) i "5 pl deș
41
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 42/48
solu ie de LaL72 5 > . -up) ! min / 15+ pl de 1+ > Al&l3 ` a ad)ugat solu ie de C27 . n celeț ț
din urm) / s'a adaugat +/5 ml de 6idro*id de sodiu 9 1 M ; i un volum de apa deionizata pana laș
2/5 ml . Asoranta $a ) de martor a $ost luat) la 51+ nm . ezultatele au $ost e*primate ca mgț
uercetin ec6ivalente per 1++ g 9 mg JN1++ g ; greutatea :n stare proasp)t) de varz) .
9naliza intrumentala a te!turii
?e*tura proelor rute iș prelucrate M@ a $ost analizat) $olosind un analizator de te*tur)
nstron.?e*turometru a $ost montat cu o celul) de sarcin) de 5++ L iș ec6ipat cu o lam) @arner'
Hratzler 9lam) cu crest)tur) :n B;/ care taie prin proa la o vitez) de desc)rcare de 5+ mm N min. 7
pro) de 5 g a $ost plasata pe dou) are paralele / cu un decalaj de 1+ mm :ntre ele .,or a ma*im)ț
9 L ; este necesara pentru a $or$eca proa si a $ost utilizata ca o indica ie de $ermitate . -atele auț
$ost analizate cu ajutorul unui program Hlue6ill .,ermitatea a12 proe a $ost m)surat) :n mod
individual i s'a $acut o medie cu ajutorul careia s'a calculat valoarea $ermitatii.ș
9naliza intrumentala a culorii
&uloarea verzei rute si cea a verzei procesate M@ au $ost analizate cu ajutorul
colorimetrului &olor Juest . nainte de m)surare / contorul Cunter a $ost calirat $olosind o
pies) de re$erin ) ala i un captor de lumin) 9 igl) neagra ; . 5+g proa a $ost pusa :ntr'unț ș ț
material plastic transparent/ sac 9 2+ 25 cm ; 9 :n dulu e*emplar ; i cinci domenii aleatorii s'auș
m)surat prin uzunarele de plastic i valorile medii 9 1+ citiri total N pro) ; au $ost raportateș
pentru $iecare tratament13.4.ezultate si discutii
6n8luen aț de proceare ; pe con inut ț 8itoc<imic
?P& de varza 0or proaspata a $ost determinat) 14".5 f !/!3 mg AN1++ g 9,@;.
Aceast) valoare este :n intervalul raportat pentru varz) proasp)t). n acest studiu/ varia iaț
:n ?P& a verzei s'a oservat :n urma aplic)rii di$eritelor condi iile de prelucrareț M@ 9,ig. 1A;.
42
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 43/48
Pentru toate proele prelucrate M@/ procesarea de p8n) la 2 min a dus la o pierdere sever) de
compu i $enoliciș / care a reprezentat o reducere de aproape 33.3 la 3!.3> :n compara ie cuț varz) proasp)t). -egradarea a continuat p8n) la 12 min timp in care s'a produs o reducere total) de %2.2
la %!.5>.&and timpul de procesare a crescut de la 12 min p8n) la 14 min/ a e*istat o reducere
suplimentar) de p8n) la 2'3> pentru toate proele procesate M@ studiate.
educerea :n ?P& poate $i atriuita la o mai un) asor ieț a energiei microundelor care
cre te temperatura :n interiorul celulelor de plante / rezult8nd ruperea pere ilor celulari iș ț ș
elierarea de compu i :n apa de procesare .?,& de varza 0or proaspata a $ost (5/4 f %/4+ mgș
JN1++ g 9 ,@ ;. Procesarea cu ajutorul microundelor a indus sc6im)ri semni$icative 9 P +/+5 ;
:n varz) in ceea ce priveste con inut de $lavonoide.n prezentul studiu / ?,& s'a redus cu 14.! laț
15.( > dup) 2 min de prelucrare M@ la 4++'%++ @ i a ajuns la o pierdere $inal) de "4/3 > dup)ș
14 min de
prelucrare 9 ,ig. 1H ; . A $ost / de asemenea/ evident c) o pierdere medie de 5/% > per min s'a
oservat :n timpul de procesare ini ial) 9 p8n) la 4 min ; care :n continuare s'a redus la 3/52 > peț
43
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 44/48
min/ cand timpul de procesare a crescutdincolo de 4 min / prin urmare / pierderea de ?,& este
aproape dula in primele 4 min de proceare M@ comparativ cu rata dup) 4 min .
Livelurile de re inere i pierderile de compu i $enolici :n timpul condi iilor di$erite deț ș ș ț
procesare M@ poate $i :n eleas) ca o alcalinizare/ $enomen care conduce $enoli :n ap) deț
procesare / care poate $i de$init) ca pierderea de metaoli i organici sau anorganici din p)r i deț ț
plante prin scurgerea :n solu ie apoas) . Acest proces este in $unc ie de temperatur) / timp iț ț ș
volum de ap) de gatit.
6n8luen aț procearii ; aupra culorii
Barza proasp)t) 0or a avut o culoare verde desc6is a a cum este indicatș de c)tre &.
ezultatele au aratat ca procesarea M@ a avut un e$ect negativ asupra culorii/ cand timpul de procesare iș nivelul de putere a crescut/ valoarea de c6roma a sc)zut. *ist) numeroase re$erin eț
asupra cineticii de culoare a materialelor alimentare :n literatura de specialitate.
-ate e*perimentale pentru culoare au $ost montate pe di$erite modele cinetice. ezultatele au
aratat ca constanta vitezei de degradare a crescut p8n) la 2/34 ori 9 +.24%'+.5%+ min ' 1 ;/ pe
m)sur) ce nivelul de putere M@ crescut 4++'%++ @. Puterea de procesare a ar)tat corela ie $oarteț
puternic) 9 2 Y +/(% ;/ cu rata de degradare constant) / a indicat c) prelucrarea M@ pentru mai
mult timp a redus culoarea de legumei . 6n8luen a procearii ; aupra proprietatilor te!turaleț
&alit) ile senzoriale ale legumelor proaspete sunt dependente lorte*tura / :n special /ț
$ermitate / care se coreleaz) ine cu prospe imea produsului i de oicei/ este m)surat) ca $or a deț ș ț
$or$ecare necesara pentru a reduce e antionul de legume . n studiul de $a ) / $or a ma*im) prinș ț ț
$or$ecare pentru varza proaspata a $ost :nregistrat :n calitate de "3/1 L s'a redus progresiv
:n toate nivelurile de putere de procesare M@ aplicate.7 reducere de %/33> a $ost oservat) la 4++
@a$ter 2 min de procesare M@ care a redus p8n) la 25/"> atunci c8nd puterea M@ a crescut la
%++ @ / indic8nd $aptul c) aplicarea puterii mai mari conduce la o sever) pierderea in te*tura . n
mod constant la cre terea :n M@ timpul de procesare / de asemenea/ conduce la reducereaș
continu) :n te*tur) i dup) 14 min.ș
n timpul prelucr)rii de c)ldur) /reducerea $ermit) ii ar putea $i din cauza unui num)r deț
produse c6imice i sc6im)ri $izice :n structura celulei de varz) / cum ar $i pierderea :n turgor ș
44
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 45/48
presiune cauzata de perturarea memranei celulare sau ca urmare a sc6im)rilor produse :n
polimerii peretelui celular / :n special sustan ele pectice/ care sunt implicate :n tinerea celulelorț
plantei :mpreun) . n timpul prelucrarii prelungite M@ / celulele pot deveni complet separate
rezult8nd pierderi majore de putere te*turala .
ezultatele prezentate demonstreaz) clar c)/ prelucrare M@ duce la pierderi semni$icative
:n totalul $enolic / $lavonoide / capacitate A7 / culoarea i te*tura verzei 0or care pot $i atriuiteș
la distrugere sau elierarea de componente alimentare .
13.5.'oncluzii re%eritoare la studiul de caz
Prezentul studiu a demonstrat c) con inutul de poli$enoli /$lavonoide / capacitatea A7 iț ș
propriet) ile $izice cum ar $i culoarea i te*tura verzei 0or au $ost semni$icativ reduse deț ș
procesare M@ .&inetica de degradare pentru con inutul poli$enolic i capacitatea A7 urmeaz)ț ș
modelul cinetic de ordinul :nt8i :n timp ce culoarea 9 c6roma ; si te*tura a ar)tat reac ie de ordinț
zero . S'a ajuns la concluzia c) re inerea de calitate in procesarea M@ a legumelor verzi depindeț
de intensitatea i durata de putere aplicat) . &re terea pierderilor cre te nivelul de putere alș ș ș
poli$enoli i capacitatea A7 :n varza 0or i rezultate similare au $ost oservate pentru timpul deș ș
procesare . n nivel mai mic de energie 9 4++ @ ; pentru scurta durat) 9 !'% min ; se recomand)
prevenind pierderea majora a capacit) ii A7 /poli$enoli i propriet) ile $izice / cum ar $i culoareaț ș ț
i te*tura de verzei 0or :n timpul proces)rii cu M@ .ș
14. 'oncluzii %inale
n acest studiu/ s'a $)cut o :ncercare de capturare a potenţialului de energie electromagnetica
pe aza prelucrarii imaginii de ansamlu a literaturii vaste şi cuprinz)toare :n domeniu/ deoarecerezum) mai multe aspecte a microundelor/de prelucrare şi utilitatea :nţelegerii microundelor la
interactiunea energie'materiale si rolul propriet)ţilor dielectrice. Aceast) acoperire cuprinz)toare a
cunoştinţelor vor $i utile pentru comunitatea academic)/ ştiinţi$ic) şi industrial) cu privire la
tratarea şi aplicarea $aptelor :n curs de dezvoltare N testarea de noi procese şi produse/ pe aza
cererii de energie electro'magnetice.
45
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 46/48
7 serie de materiale agricole şi produse alimentare au $ost investigate pentru relaţiile lor
$uncţionale cu parametrii de prelucrare aplicati/ cum ar $i $recvenţa cu microunde/ temperatura/
compozitia/ densitatea/ şi alte atriute $izico'c6imice.
&a materiale sunt prelucrate/ deseori sunt supuse trans$orm)ri $izice şi structurale care
a$ecteaz) propriet)ţile dielectrice. Ast$el/ capacitatea microundelor de a genera energie termic)
variaz) :n timpul procesului. ?rans$orm)rile ascutite :n capacitatea microundelor de a genera
caldura pot cauza di$icult)ţi de modelare şi de control ale procesului. nţelegerea generala/
propagarea şi interacţiunea microundelor cu materiale este critic). &a ec6ipamente de prelucrare
determin) c8mpul electromagnetic/ proiectarea ec6ipamentelor pentru microunde este deoseit de
important). Propriet)ţile de conducere ale campului electromagnetic/ compoziţia c6imic) a
materialului care este prelucrat/ sc6im)rile structurale care au loc :n timpul prelucr)rii/
dimensiunea şi $orma oiectului $iind :nc)lzit/ şi $izica microundelor Ninteractiuneamaterialelor/toate complica procesul microundelor.
iliogra%ie
4!
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 47/48
1.6ttp#NNmetropotam.roNFa'ziN2+1+N1+Nart2441%++%5!'&um'ar'$i'viata'$ara'cuptorul'cu'microundeN
2. 6ttp#NNOOO.asmen.roN&uptorulkcukmicrounde'a"!2.6tml
3. 6ttp#NNOOO.g6id'culinar.roNarticole'culinareN2"Nistoria'cuptorului'cu'microunde
4. 6ttp#NNOOO.revista'in$ormare.roNs6oOart.p6pidY"4revY3
5. 6ttp#NNOOO.gallaOa.comNmicrotec6N6istor.6tml
!. . ulea W ?e6nica microundelor ditura didactic) ' Hucureşti 1((1
". . ulea W Hazele teoretice şi e*perimente ale te6nicii microundelor ditura ştinţi$ic) W Hucureşti 1(%(
%.MicroOave $ood processing.A revieO'Food Research International
(. Degradation kinetic modelling of color, texture, polyphenols and
antioxidant capacity of York cabbage after microwave processing- Food Research International
4"
8/12/2019 Procesarea Alimentelor Cu Ajutorul Microundelor
http://slidepdf.com/reader/full/procesarea-alimentelor-cu-ajutorul-microundelor 48/48