第三章_遠(yuǎn)紅外線在食品工業(yè)中的應(yīng)用

1、第三章 遠(yuǎn)紅外線在食品工業(yè)中的應(yīng)用第一節(jié) 遠(yuǎn)紅外線加熱的原理一、物質(zhì)吸收遠(yuǎn)紅外線的機(jī)制和條件、遠(yuǎn)紅外線的概念 遠(yuǎn)紅外線是指波長為2.5-1000µum的電磁波。、吸收機(jī)制與吸收條件 構(gòu)成物質(zhì)的基本質(zhì)點(diǎn)是分子、原子和電子。這些質(zhì)點(diǎn)即使處于基態(tài)都在不停地運(yùn)動著振動和轉(zhuǎn)動。這些運(yùn)動都有自己的固定頻率。當(dāng)遇到具有某個頻率的紅外線輻射時，如果紅外線的頻率與基本質(zhì)點(diǎn)的固有頻率相等，則會發(fā)生與共振學(xué)中共振運(yùn)動相似的情況，質(zhì)點(diǎn)會吸收紅外線，并使運(yùn)動進(jìn)一步激化；如果二者的頻率相差較大，那么紅外線就不會被吸收而可能穿過。 基本質(zhì)點(diǎn)吸收紅外線由一個能級躍遷到另一個能級，必須滿足玻爾的量子條件，即： Em

2、-En =hvmn 式中 Em高能級能量 En低能級能量 h普朗克常數(shù) vmn紅外線頻率 基本質(zhì)點(diǎn)不具備上式的能級，則不會吸收頻率為mn 的紅外線。、遠(yuǎn)紅外線的加熱原理、用遠(yuǎn)紅外線加熱食品的理由、用遠(yuǎn)紅外線干燥水分的理由 二、物質(zhì)對遠(yuǎn)紅外線的選擇吸收、物質(zhì)不是對所有的遠(yuǎn)紅外線都會產(chǎn)生吸收，只對其中滿足mn =Em -En 的遠(yuǎn)紅外線輻射產(chǎn)生吸收,其頻率不能滿足此式的遠(yuǎn)紅外輻射則會穿過。、物質(zhì)分子的吸收能級很多，各個能級的躍遷能級不等。因此實(shí)際的吸收不是單一的，而是復(fù)雜的，并拌有多種能級躍遷的吸收過程。不同的物質(zhì)能級不同，其吸收光譜也不同。圖3-3,3-4是幾種食品物料在紅外區(qū)的吸收光譜。 三、

3、輻射與吸收的匹配 、選擇性輻射輻射能力按不同波長而變化的特性稱作選擇性輻射。 、匹配輻射加熱當(dāng)物料的選擇性吸收與輻射源的選擇性輻射相一致時，稱為匹配輻射加熱。 、匹配輻射的標(biāo)志只要輻射體的輻射能分布曲線的峰區(qū)與物料的主吸收峰區(qū)相重合，并且輻射體在該峰區(qū)具有較高的單色輻射率，就可以粗略地認(rèn)為達(dá)到了良好的匹配。 四、遠(yuǎn)紅外線加熱的特點(diǎn)（P112）、熱輻射率高；、熱損失??；、容易進(jìn)行操作控制；、加熱速度快，傳熱效率高；、有一定的穿透能力；、產(chǎn)品質(zhì)量好；、熱吸收率高。第二節(jié) 遠(yuǎn)紅外加熱的設(shè)備的分類 有箱式加熱爐和隧道式加熱爐。 第三節(jié) 遠(yuǎn)紅外加熱在食品工業(yè)中的應(yīng)用一、食品遠(yuǎn)紅外干燥 用于谷物、面條、中

4、草藥的干燥。 優(yōu)點(diǎn)：加熱速度快，吸收均勻，加熱效率高，化學(xué)分解小，原料不易變性，適于熱敏性物質(zhì)的干燥。實(shí)例一：菠菜干燥實(shí)例二、水產(chǎn)品干燥實(shí)例三、面條干燥二、食品遠(yuǎn)紅外焙烤 優(yōu)點(diǎn)：加熱速度快，表層加熱效果好，因此可以滿足焙烤的要求。 實(shí)例：在酥性餅干的制造中，傳統(tǒng)的做法是在80下進(jìn)行第一次干燥，但在該條件下，表面和內(nèi)部的水分分布不均勻，膨化是產(chǎn)生大小不一的氣泡，因此產(chǎn)品咬感較差。而采用遠(yuǎn)紅外干燥，不僅無此現(xiàn)象，而且還可節(jié)約分鐘時間。在第二次干燥時，還可節(jié)約2/3的時間。同時可節(jié)約62%的廠房面積和19%的燃料費(fèi)用。三、食品遠(yuǎn)紅外熟成、遠(yuǎn)紅外熟成的概念 利用遠(yuǎn)紅外線輻射食品時，引起食品內(nèi)部水分及有

5、機(jī)物質(zhì)分子振動，導(dǎo)致蛋白質(zhì)、碳水化合物等物質(zhì)的變化，從而達(dá)到熟化的效果。、實(shí)例實(shí)例一：降低煮蛋時的破殼率 傳統(tǒng)方法煮蛋的過程及缺點(diǎn)過程是先將蛋放入的水中，然后在水浴中加熱到，再用冷水冷卻到。由于蛋與水的溫差較大，所以破殼率較高，且造成水中微生物對蛋的污染。 遠(yuǎn)紅外線加熱的過程及優(yōu)點(diǎn)采用干式加熱，不需放入水中。加熱均勻，熟度一致，不受水中微生物的污染，破殼率由降低到，常溫下放置個月不會敗壞。 實(shí)例二：加速酒的陳釀速度 一般酒類的陳釀時間要年至數(shù)年，但用遠(yuǎn)紅外線照射，僅需數(shù)小時甚至幾分鐘。實(shí)例三：加速腌漬進(jìn)程四、食品遠(yuǎn)紅外殺菌 優(yōu)點(diǎn)：遠(yuǎn)紅外線加熱殺菌不需經(jīng)過熱媒。遠(yuǎn)紅外線直接照射到待殺菌的物品上，

6、傳熱直接由表面滲透到內(nèi)部，另外有部分遠(yuǎn)紅外線直接穿透表面，加熱內(nèi)部加熱（穿透力比微波稍差）。因此，遠(yuǎn)紅外線不僅可以用于一般粉狀和塊狀食品的加熱，而且還可用于堅(jiān)果食品如咖啡豆、花生和谷物的殺菌及滅霉，以及袋裝食品的直接殺菌。（一）谷物和果實(shí)的表層殺菌處理 常用于谷物殺菌的方法是：向谷物中通入有毒氣體如氧化乙烷、氧化丙烯和溴甲烷等，但毒氣會帶來安全問題。因此，美國對此工藝作了嚴(yán)格的限制。 遠(yuǎn)紅外加熱處理谷物和果實(shí)表面，不僅可殺滅谷物表面的微生物，還有助于脫殼，并且無毒，而且還有助于提高產(chǎn)品的消化性能。 （二）谷物和果實(shí)的內(nèi)部處理、大豆的滅霉處理 優(yōu)點(diǎn)是升溫快，工藝達(dá)到滅酶的要求，耗能低，賴氨酸損失小。 、豌豆的滅酶處理、飼料用蠶豆的