TŻ niestacjonarne	MIKROFALE I PODCZERWIEŃ W TECHNOLOGII ŻYWNOŚĆI	Data:
		.2009

1. Wpływ podstawowych składników żywności na szybkość ogrzewania mikrofalowego.

Dane:

ρ = 1, 1  g/cm³

m_r = 1, 1 • 200 = 220 g

C_pNaOH10% = 10%

C_{psacharozy 20%} = 10%

m_s = ?

$$\rho = \frac{m}{V}$$

m = σ • V

10% NaCl

220 g − 100 %  

x g  − 10 %

x = 22 g

20% sacharoza

220 g − 100 %

x g  − 20 %

x = 44 g

TABELA 1- Wpływ podstawowych składników żywności na szybkość ogrzewania mikrofalowego.

Ogrzewany produkt	Temperatura początkowa tp []	Temperatura powierzchni ts []	Temperatura końcowa tk []	Przyrost temperatury tk − tp []
10% NaCl	19,5	69,70	61	41,5
20% sacharoza	20,1	66,6	64,8	44,7
olej jadalny	20,3	55,1	53,1	32,8
roztwór biała	19,5	64,2	53,4	33,9
H2O	20,3	68,5	67,3	47

WNIOSKI:

Z tabeli wynika, że najszybciej ogrzewa się roztwór 20% sacharozy natomiast najwolniej olej jadalny świadczy to o tym, że czas ogrzewania zależy od składu produktu jak i również od kształtu, struktury i rozmiarów.

2. Zależność szybkości ogrzewania mikrofalowego od temperatury.

TABELA 2 - Zmiany temperatury wody podczas ogrzewania mikrofalowego.

czas ogrzewania [min]	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
temperatura []	4,7	18,7	32,2	44,6	55,9	66,7	77,7	85,5	92,5	97,1

TABELA 3 - Szybkość ogrzewania mikrofalowego

Przyrost temperatury	0	14	13,5	12,4	11,3	10,8	11	7,8	7	4,6

WNIOSKI:

Z wykresu zależności temperatury od czasu ogrzewania wynika, że przy ogrzewaniu produktu w 1 i 2 minucie przyrost temperatury był największy, potem stopniowo malał aż do uzyskania temperatury wrzenia. Wykres przedstawiający szybkość ogrzewania mikrofalowego w funkcji temperatury pokazuje spadek szybkości ogrzewania produktu w miarę wzrostu temperatury. Im wyższa temperatura badanego produktu tym ogrzewa się on wolniej.

3. Zależność pomiędzy stosowaną mocą mikrofali a czasem ogrzewania.

TABELA 4 – Czas potrzebny do zagotowania 100 ml wody w kuchence mikrofalowej

Moc [W]	350	500	750
Czas [s]	165	128	86
Zużyta moc	57750	64000	64500

$$E = P\left\lbrack \frac{J}{s} \right\rbrack \bullet t\left\lbrack s \right\rbrack$$

E₁ = 350 • 165 = 57750 [J]

E₂ = 500 • 128 = 64000[J] 

E₃ = 750 • 86 = 64500 [J]

Teoretyczna ilość energii jaka jest potrzebna do grzania 100 ml wody do wrzenia

$$Q = c_{w}\left\lbrack \frac{J}{g \bullet} \right\rbrack \bullet m\left\lbrack g \right\rbrack \bullet T\left\lbrack \right\rbrack$$

T_poczatkowa = 0 []

T_koncowa = 100 []

$$c_{w} = 4,19\ \left\lbrack \frac{J}{g \bullet} \right\rbrack\ $$

m = 100 [g]

Q = 4, 19 • 100 • 100 = 41900 [J]

WNIOSKI:

Porównując energię obliczoną dla poszczególnej mocy i czasu widzimy, że teoretyczna ilość energii jest o wiele mniejsza niż dla energii obliczonej w ćwiczeniu ponieważ moc jaką zastosowaliśmy była mała. Wiadomo, że czas ogrzewania produktu zależy od mocy. Im jest ona mniejsza tym produkt potrzebuje więcej energii aby zostać ogrzanym.

3. Zależność między ilością ogrzewanego materiału a czasem potrzebnym na pobudzenie go do określonej temperatury.

TABELA 5 – Czas potrzebny do zagotowania różnych ilości wody w kuchence mikrofalowej

Ilość H2O[ml]	10	30	60	100	150	200
Czas [s]	17	46	95	115	229	279
Energia zużyta do zagotowania	8330	22540	46550	56350	112210	136710
Teoretyczna energia do zagotowania	4190	12570	25140	41900	62580	83800

$$E = P\left\lbrack \frac{J}{s} \right\rbrack \bullet t\left\lbrack s \right\rbrack$$

E₁ = 490 • 17 = 8330 [J]

E₂ = 490 • 46 = 22540 [J]

E₃ = 490 • 95 = 46550 [J]

E₄ = 490 • 115 = 56350 [J]

E₅ = 490 • 229 = 112210 [J]

E₆ = 490 • 200 = 136710 [J]

Teoretyczna energia potrzebna do ogrzania każdej z analizowanych ilości wody

$$Q = c_{w}\left\lbrack \frac{J}{g \bullet} \right\rbrack \bullet m\left\lbrack g \right\rbrack \bullet T\left\lbrack \right\rbrack$$

Q₁ = 4, 19 • 10 • 100 = 4190 [J]

Q₂ = 4, 19 • 30 • 100 = 12570 [J]

Q₃ = 4, 19 • 60 • 100 = 25140 [J]

Q₄ = 4, 19 • 100 • 100 = 41900 [J]

Q₅ = 4, 19 • 150 • 100 = 62580 [J]

Q₆ = 4, 19 • 200 • 100 = 83800 [J]

WNIOSKI:

Z wykresu wynika, że im mniejsza ilość wody ty, ogrzewa się ona szybciej i mniej energii trzeba dostarczyć w porównaniu ilością

3. Porównanie intensywności ogrzewania w zależności od usytuowania próbki w polu mikrofalowym.

TABELA 6

Skraj talerza w mikrofalówce	57,2 []
Środek talerza w mikrofalówce	72,1 []

3. Profil temperaturowy produktów ogrzewanych mikrofalami i promieniami podczerwieni.

TABELA 7 – Zależność temperatury produktu ogrzewanego mikrofalami i podczerwienią od odległości od powierzchni

Odległość od powierzchni [cm]	0,0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
(MF) temperatura []	59,6	78,6	59,2	40,5	33	21	18,4	18	19,7
(IR) temperatura []	38	36,9	22,2	15,7	−	−	−	−	−

WNIOSKI:

Próbka ogrzewana przez mikrofalę najwyższą temperaturę miała na głębokości 0,5cm, na powierzchni temperatura ogrzewania była niższa. Zjawisko to wynika z tego, że mikrofale wnikają w głąb produktu i tam go ogrzewają. Głębokość wnikania zależy od częstotliwości, im jest ona niższa, tym głębokość większa. Podczerwień jest pochłaniana na powierzchni produktu i dlatego badana próbka miała najwyższą temperaturę właśnie na powierzchni, dalej ciepło przekazywane jest przez konwekcję

3. Obserwacje efektu powierzchniowego i efektu ostrego rogu w procesie rozmrażania.