基于无线电波加热的冷冻鱼糜快速整体解冻方法研究

Frozen surimi provides high quality raw material for all kinds of surimi products. Traditional thawing methods, using air and water, are usually time and space consuming, and also negatively affect the quality of the final product. This becomes one of the major factors that restricts the surimi production. As one of dielectric heating features, radio frequency (RF) heating could penetrate the target material and increase the temperature volumetrically. Thus, RF heating has the potential to thaw frozen food by accelerating the process and preserve the.product quality. In this study, dielectric properties of frozen surimi will be determined and the pattern of their changes with temperature, frequency and food component will be analyzed. Then a computer model will be developed based on a 50 ohm 12 kW RF heater operated at 27.12 MHz to simulate the electromagnetic field and temperature distribution in food. Furthermore, the computer model will be validated by experiments and then used to optimize the parameters in RF heating in order to find the optimized thawing conditions. Study on the intrinsic mechanism of surimi tempering using RF technology will provide knowledge for other frozen food thawing, and also lay a foundation for RF thawing/tempering technology in food industry.

冷冻鱼糜技术的发展为各种鱼糜制品提供了稳定的高品质原料。但是用传统的解冻方式解冻鱼糜原料，不仅耗时占地，而且会对鱼糜品质会造成影响，这已成为影响鱼糜制品生产的重要因素。无线电波加热技术作为介电加热技术的一种，可以直接穿透到原料内部进行整体升温。本项目首先分析冷冻鱼糜的介电特性随温度、频率、及产品组分的变化规律，选择合适的无线电波频率，功率及物料尺寸，以此为基础建立无线电波解冻的数学模型并通过计算机数值求解；经实验验证后的数学模型将用于分析不同参数对无线电波加热均匀性的影响并以进行参数优化指导实验从而获得最优的解冻方案；最后，通过分析解冻后的鱼糜品质，评价无线电波解冻同传统解冻方法的优劣，以及探索其工业放大的可行性。该研究可以为无线电波加热技术解冻其他冷冻食品提供数据支持和指导方向，从而为无线电波解冻技术在食品工业领域的广泛应用奠定基础。

食品在解冻过程中会发生物理、化学变化以及微生物繁殖，因此冷冻食品的解冻方式关系着食品的品质。传统的解冻方式往往通过将冷冻食品放置于室温或浸入水中任其自然升温，这种方法虽经济实用，但效率较低且微生物繁殖严重，不能满足现今大量快速处理水产品的需求。无线电波加热具有整体加热的特性，无须热传导过程就能使被加热物料内外部同时加热、同时升温，并且加热速度快。此种加热方式能大大减少升温时间，减少能耗，提高加热的均匀性，从而达到既提高解冻效率又最大可能地保持冷冻食品品质的效果。本项目探明了低温下冷冻食品的介电特性及其随温度及频率的变化规律及在低温下无线电波同冷冻食品的相互作用，解析了无线电波对冷冻食品解冻的机理；建立了无线电波解冻冷冻食品的数学模型，通过数值模拟方法优化解冻均匀性，并最终对比了冷冻鱼糜在各种解冻方法解冻后的品质，表明了无线电波解冻的优越性，为冷冻水产品解冻提出了系统且优化的方案。

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