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(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306; 2.上海海洋大学食品热加工工程中心,上海 201306; 3.国家级食品科学与工程实验教学示范中心(上海海洋大学),上海 201306)

微波是一种频率在300 MHz至300 GHz不等的一种电磁波。微波场是一个交变的电磁场,使得食品内部的极性分子(水分子)随着电磁场的方向(每秒24.5亿次)作往复运动[1-2]。而食品的特性是衡量食品将微波能转变成热能的能力的重要参数[3]。除了介电特性以外,微波加热的效率还取决于其他几个因素,比如样品的形状尺寸、腔的类型以及样品在腔内的位置等[4-5]。近数十年内,微波加热在食品行业中有着广泛的应用,包括加热、干燥、解冻、杀菌、烘烤食品等[6]。由于微波能够实现较高的加热速率,较传统加热方式比加热更加均匀[7],较小的程度上减少食品风味和破坏营养成分,因此在食品加工中得到广泛的应用。

尽管微波加热有着较多的优点,但由于微波加热过程的高度非线性,对其理解仍然靠着经验和推测[8],加上计算机软件以及微波理论的深化,数值模拟用于食品微波已被广泛接受并且已被证实为用于理解加热过程细节的最好的途径之一[9]。已有一些学者总结了微波在食品各个加工中的应用[10-11]。尽管还有一些学者论述了数值模拟方法在食品微波中的应用,比如张丽影等[12]综述了数值模拟方法在食品微波干燥中的应用,Castro等[13]研究了和总结了水果对流干燥的数值模拟的数学模型和建模方法。但很少有人对食品微波数值模拟常用的数学模拟软件进行归纳以及对数学模拟技术在食品微波加工过程中的应用进行总结的文章较少。……