Dielectric properties of foods
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Turkish Science and Technology Publishing (TURSTEP)
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Attribution-NonCommercial 3.0 United States
Attribution-NonCommercial 3.0 United States
Özet
Dielectric properties of materials are used for evaluating their interactions with electromagnetic
energy. Dielectric properties of food materials are required for various applications in food industry
such as microwave (at 915 or 2450 MHz), radio wave (at 13.56, 27.12 or 40.68 MHz) and magnetic
field processing. In order to understand the response of food materials to electromagnetic energy,
dielectric parameters must be determined as a function of frequency, temperature, composition and
moisture content. In this review, the dielectric properties of different food groups were listed
depending on temperature and frequency ranges. In addition to the literature data of dielectric
properties, the penetration depths of microwave or radio wave through food groups were calculated.
The effects of temperature and composition (mostly moisture content) on dielectric properties
depend on the type of the food and sometimes on frequency. However, the effect of frequency is
constant; increased frequency decreased dielectric constant, loss factor and penetration depth. The
lowest calculated penetration depth belonged to the fish surimi gel as 3.39 mm at microwave
frequency whereas they were high generally for fats, oily seeds and flours (max was 372602 mm for
corn flour). It appears that dielectric properties of foods should be investigated further depending on
the interactions between frequency, temperature and composition. And then, dielectric heating based
on the aim of the process can be applied accordingly. Besides, it appears that the moisture content
and especially the dipole rotation and the conductivity movements of the molecules in free water
content of the food are some of the most critical factors influencing the dielectric properties of food
materials
Maddelerin dielektrik özellikleri elektromanyetik enerji ile olan etkileşimlerini değerlendirmek için kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde mikrodalga (915 veya 2450 MHz), radyo dalgaları (13,56; 27,12 veya 40,68 MHz) ve manyetik alan işlemlerinin uygulanmasında gıda maddelerinin dielektrik özelliklerinin bilinmesi gereklidir. Gıda maddelerinin elektromanyetik enerjiye verdiği cevabın anlaşılması için dielektrik parametreler frekans, sıcaklık, bileşim ve su içeriğinin fonksiyonu olarak belirlenmelidir. Bu derleme çalışmasında farklı gıda gruplarının dielektrik özellikleri sıcaklık ve frekansa göre sınıflandırılmıştır. Buna ilaveten, literatürdeki dielektrik verileri kullanılarak nüfuz derinlikleri hesaplanmıştır. Sıcaklık ve bileşimin (çoğunlukla su içeriğinin) dielektrik özelliklere etkisi gıdaya bağlı olarak bazen de frekansa bağlı olarak değişmektedir. Ancak frekansın etkisi sabittir, frekans arttıkça dielektrik sabiti, kayıp faktörü ve nüfuz derinliği azalmaktadır. Hesaplanan en düşük nüfuz derinliği 3,39 mm ile mikrodalga frekansında ölçülen surimi balık jeline aitken, en yüksek değerler katı yağlar, yağlı tohumlar ve bazı unlarınki (hesaplanan en yüksek nüfuz derinliği mısır unu için 373602 mm’dir) için hesaplanmıştır. Frekansın, sıcaklığın ve bileşimin birbiriyle etkileşimlerinin dielektrik özelliklere etkileri daha detaylı olarak incelenmelidir. Ancak ondan sonra prosesteki amacına göre dielektrik ısıtma işlemi uygulanabilir. Ayrıca nem içeriği ve özellikle dipol rotasyonu ile gıdanın içeriğindeki serbest suda bulunan moleküllerin iletkenlik hareketleri, gıda maddelerinin dielektrik özelliklerini etkileyen en önemli faktörlerden bazıları olduğu görülmektedir.
Maddelerin dielektrik özellikleri elektromanyetik enerji ile olan etkileşimlerini değerlendirmek için kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde mikrodalga (915 veya 2450 MHz), radyo dalgaları (13,56; 27,12 veya 40,68 MHz) ve manyetik alan işlemlerinin uygulanmasında gıda maddelerinin dielektrik özelliklerinin bilinmesi gereklidir. Gıda maddelerinin elektromanyetik enerjiye verdiği cevabın anlaşılması için dielektrik parametreler frekans, sıcaklık, bileşim ve su içeriğinin fonksiyonu olarak belirlenmelidir. Bu derleme çalışmasında farklı gıda gruplarının dielektrik özellikleri sıcaklık ve frekansa göre sınıflandırılmıştır. Buna ilaveten, literatürdeki dielektrik verileri kullanılarak nüfuz derinlikleri hesaplanmıştır. Sıcaklık ve bileşimin (çoğunlukla su içeriğinin) dielektrik özelliklere etkisi gıdaya bağlı olarak bazen de frekansa bağlı olarak değişmektedir. Ancak frekansın etkisi sabittir, frekans arttıkça dielektrik sabiti, kayıp faktörü ve nüfuz derinliği azalmaktadır. Hesaplanan en düşük nüfuz derinliği 3,39 mm ile mikrodalga frekansında ölçülen surimi balık jeline aitken, en yüksek değerler katı yağlar, yağlı tohumlar ve bazı unlarınki (hesaplanan en yüksek nüfuz derinliği mısır unu için 373602 mm’dir) için hesaplanmıştır. Frekansın, sıcaklığın ve bileşimin birbiriyle etkileşimlerinin dielektrik özelliklere etkileri daha detaylı olarak incelenmelidir. Ancak ondan sonra prosesteki amacına göre dielektrik ısıtma işlemi uygulanabilir. Ayrıca nem içeriği ve özellikle dipol rotasyonu ile gıdanın içeriğindeki serbest suda bulunan moleküllerin iletkenlik hareketleri, gıda maddelerinin dielektrik özelliklerini etkileyen en önemli faktörlerden bazıları olduğu görülmektedir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Dielectric properties, Microwave, Radio waves, Food material, Penetration depth, Dielektrik özellikler, Mikrodalga, Radyo dalgası, Gıda maddeleri
Kaynak
Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
7
Sayı
11
Künye
Tıraş, B., Dede, S., & Altay, F. (2019). Dielectric Properties of Foods. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 7(11), 1805-1816.
