第三章远红外线在食品工业中的应用

1、第三章 远红外线在食品工业中的应用第一节 远红外线加热的原理一、物质吸收远红外线的机制和条件、远红外线的概念 远红外线是指波长为2.5-1000µum的电磁波。、吸收机制与吸收条件 构成物质的基本质点是分子、原子和电子。这些质点即使处于基态都在不停地运动着振动和转动。这些运动都有自己的固定频率。当遇到具有某个频率的红外线辐射时，如果红外线的频率与基本质点的固有频率相等，则会发生与共振学中共振运动相似的情况，质点会吸收红外线，并使运动进一步激化；如果二者的频率相差较大，那么红外线就不会被吸收而可能穿过。 基本质点吸收红外线由一个能级跃迁到另一个能级，必须满足玻尔的量子条件，即： Em

2、-En =hvmn 式中 Em高能级能量 En低能级能量 h普朗克常数 vmn红外线频率 基本质点不具备上式的能级，则不会吸收频率为mn 的红外线。、远红外线的加热原理、用远红外线加热食品的理由、用远红外线干燥水分的理由 二、物质对远红外线的选择吸收、物质不是对所有的远红外线都会产生吸收，只对其中满足mn =Em -En 的远红外线辐射产生吸收,其频率不能满足此式的远红外辐射则会穿过。、物质分子的吸收能级很多，各个能级的跃迁能级不等。因此实际的吸收不是单一的，而是复杂的，并拌有多种能级跃迁的吸收过程。不同的物质能级不同，其吸收光谱也不同。图3-3,3-4是几种食品物料在红外区的吸收光谱。 三、

3、辐射与吸收的匹配 、选择性辐射辐射能力按不同波长而变化的特性称作选择性辐射。 、匹配辐射加热当物料的选择性吸收与辐射源的选择性辐射相一致时，称为匹配辐射加热。 、匹配辐射的标志只要辐射体的辐射能分布曲线的峰区与物料的主吸收峰区相重合，并且辐射体在该峰区具有较高的单色辐射率，就可以粗略地认为达到了良好的匹配。 四、远红外线加热的特点（P112）、热辐射率高；、热损失小；、容易进行操作控制；、加热速度快，传热效率高；、有一定的穿透能力；、产品质量好；、热吸收率高。第二节 远红外加热的设备的分类 有箱式加热炉和隧道式加热炉。 第三节 远红外加热在食品工业中的应用一、食品远红外干燥 用于谷物、面条、中

4、草药的干燥。 优点：加热速度快，吸收均匀，加热效率高，化学分解小，原料不易变性，适于热敏性物质的干燥。实例一：菠菜干燥实例二、水产品干燥实例三、面条干燥二、食品远红外焙烤 优点：加热速度快，表层加热效果好，因此可以满足焙烤的要求。 实例：在酥性饼干的制造中，传统的做法是在80下进行第一次干燥，但在该条件下，表面和内部的水分分布不均匀，膨化是产生大小不一的气泡，因此产品咬感较差。而采用远红外干燥，不仅无此现象，而且还可节约分钟时间。在第二次干燥时，还可节约2/3的时间。同时可节约62%的厂房面积和19%的燃料费用。三、食品远红外熟成、远红外熟成的概念 利用远红外线辐射食品时，引起食品内部水分及有

5、机物质分子振动，导致蛋白质、碳水化合物等物质的变化，从而达到熟化的效果。、实例实例一：降低煮蛋时的破壳率 传统方法煮蛋的过程及缺点过程是先将蛋放入的水中，然后在水浴中加热到，再用冷水冷却到。由于蛋与水的温差较大，所以破壳率较高，且造成水中微生物对蛋的污染。 远红外线加热的过程及优点采用干式加热，不需放入水中。加热均匀，熟度一致，不受水中微生物的污染，破壳率由降低到，常温下放置个月不会败坏。 实例二：加速酒的陈酿速度 一般酒类的陈酿时间要年至数年，但用远红外线照射，仅需数小时甚至几分钟。实例三：加速腌渍进程四、食品远红外杀菌 优点：远红外线加热杀菌不需经过热媒。远红外线直接照射到待杀菌的物品上，

6、传热直接由表面渗透到内部，另外有部分远红外线直接穿透表面，加热内部加热（穿透力比微波稍差）。因此，远红外线不仅可以用于一般粉状和块状食品的加热，而且还可用于坚果食品如咖啡豆、花生和谷物的杀菌及灭霉，以及袋装食品的直接杀菌。（一）谷物和果实的表层杀菌处理 常用于谷物杀菌的方法是：向谷物中通入有毒气体如氧化乙烷、氧化丙烯和溴甲烷等，但毒气会带来安全问题。因此，美国对此工艺作了严格的限制。 远红外加热处理谷物和果实表面，不仅可杀灭谷物表面的微生物，还有助于脱壳，并且无毒，而且还有助于提高产品的消化性能。 （二）谷物和果实的内部处理、大豆的灭霉处理 优点是升温快，工艺达到灭酶的要求，耗能低，赖氨酸损失小。 、豌豆的灭酶处理、饲料用蚕豆的灭酶