电磁加热食品技术总体概况探析

王侨，刘永新，沈灿铎，绳以健，刘毅，孟令卿

军事科学院系统工程研究院（北京 100141）

传统食品加热多采用明火传导加热和电阻式加热的接触式加热方法，存在加热不均匀、加热品质无保障、热能利用率低、安全性不高、极易造成环境污染等问题。反观近些年兴起的新型电加热技术，存在诸多优点：加热快速、高效节能，避免传统明火热交换和热辐射过程中的热损失，能量转化可达95%以上；无明火产生，无燃料消耗，无废气废物排放，清洁环保；易于操作运行，便于实现机械化和自动化；营养成分保持好，加工质量好等。新型电加热技术打开无明火、非接触、直接内部加热的技术新局面，推动整个食品加工产业的发展。因此，聚焦其中的电磁加热技术，综合利用文献汇总和产品调研等方法，从技术理论和实际应用的角度探析电磁加热食品技术的总体发展概况。

1 新型电加热食品技术概况

新型电加热技术主要包括欧姆加热、远红外加热、微波加热、电磁感应加热、射频加热等技术[1-2]。其中，欧姆、微波、远红外和射频加热技术利用食品自身的介电性质，直接在食品内部产热，实施整体加热，无需介质传热，但受食品组分均匀性或固液混合状态等的影响，存在食品内部温度分布不均等现象。而电磁感应加热技术虽需通过介质传热，采取非均匀热传导式加热方式，但与传统接触式间接加热方法不同，直接将电磁能转化为传热容器的热能，避免了前端明火或电热元件与传热容器热交换过程中大量的热损失。针对不同新型电加热食品技术，从技术原理、技术特点、技术影响因素及应用现状等角度[3-60]进行技术概况汇总和技术对比分析，详细对比分析结果如表1所示。

表1 不同新型电加热食品技术对比

总体而言，较之其他新型电加热技术，电磁感应和微波加热技术的发展较为成熟，应用范围日益广泛。但从技术原理本身来看，电磁感应加热技术既具备新型电加热技术的诸多优势，又能承袭炒、蒸、炖、烤、煎、炸等食品传统烹饪工艺，是优势尤为明显的食品电加热技术手段，其发展前景广阔。电磁加热食品设备通常主要由加热线圈盘、负载锅具、电路主板、散热器、显示面板及底座支撑架等组成，聚焦其材料性能、尺寸结构、设计布局等技术要素，改善整机的加热均匀性、加热稳定性、加热可靠性、加热品质、加热安全性、加热能效、电磁兼容性、电磁噪声、散热性能、使用寿命等核心技术指标，是历年来技术持续研究的总体热点。

2 典型电磁烹饪设备发展现况

电磁加热技术在国内外食品加工领域得到广泛应用，总体可划分为家用、商用和工业用三大类。在家用和商用场合下，电磁加热食品技术主要用于实现炒、炖、蒸、煮、烤、煎、扒等烹饪需求，其产品形式通常以电磁炉/灶、电饭锅、蒸饭柜、油炸机等电磁烹饪设备为主。其中，商用型电磁烹饪设备（如电磁灶、蒸饭柜等）主要适用于政府机关、部队、院校、医院、企事业单位、酒店、餐馆等就餐人员较多的食堂场所，特别适合于无燃料供应或限制燃料使用禁明火或密闭空间等场所，例如地下室、铁路、船舶、航空、商场、商务大厦等的厨房场所，且其较之家用型（如电磁炉、电磁型电饭锅等），存在尺寸大、功率高、加工能力强、安全可靠、稳定耐用、操控方便等特点。

家用和商用型电磁烹饪设备中电磁炉/电磁灶应用较为广泛，逐步由单头、小功率、平面型家用电磁炉（功率＜2.2 kW）发展过渡到多头、大功率、凹面型家用电磁炉（功率＜3.5 kW）乃至商用电磁灶（功率≥3.5 kW）。较之小功率平面型电磁炉所存在的锅身不贴合、容易滑锅、火力不旺、受热不均等问题，凹面型电磁炉/电磁灶具备立体包裹、贴合锅底、受热面更大、火力更旺、火力覆盖更均匀、可颠锅爆炒等新优势，但针对电磁线圈盘、散热器和承重面板等关键组件，在材质选择、结构设计、承载能力、制作工艺、散热功能、防水性能等方面存在更严苛的要求。较之单头炉，多头炉各单元独立工作，在抗干扰性、工作噪声、电磁辐射等方面技术难度加大。

聚焦典型家用和商用型电磁烹饪设备，收集众多品牌电磁烹饪设备，聚焦现有产品类型、已实现的主要功能及总体技术指标参数进行设备发展现况的汇总，详细汇总结果如表2和表3所示。可以看出，精准感温、广域控温、恒匀火加热、变频节能加热、负载自适应、电磁兼容、智能互联/物联、故障自诊断及全方位安全防护等代表产品技术发展前沿。汇总结果可为快速把握市场相关产品概况，紧贴实际需求准确聚焦技术热点，及时形成技术能力提供整体概况支撑。

表2 典型电磁烹饪设备发展现况（家用型）

接表2

表3 典型电磁烹饪设备发展现况（商用型）

3 结语与展望

新型电加热技术，具备无明火、非接触、清洁环保、高效节能、安全可靠和易于实现自动化等诸多优势，其中电磁加热技术在国内外食品加工领域的应用尤为广泛。近年来，大量学者就电磁加热食品技术，围绕其关键部件及对应的核心设计要素，聚焦加热均匀性、加热稳定性、加热可靠性、加热品质、加热安全性、加热能效、电磁兼容性、电磁噪声、散热性能和使用寿命等关键指标参数，开展广泛且深入的技术研究。从整体发展趋势来看，精准感温、广域控温、恒匀火加热、变频节能加热、负载自适应、电磁兼容、智能互联/物联、故障自诊断及全方位安全防护等代表当前产品技术发展前沿。研究结果可为快速把握相关市场概况，紧贴实际应用需求，紧追前沿技术热点，及时形成技术能力，提供技术信息参考。