欧姆加热技术原理

欧姆加热技术原理目录概述1欧姆加热基本原理2欧姆加热的影响因素4欧姆加热杀菌机理3欧姆加热特点5电能就已经被用于加热具有一定流动性的食品美国的一些大型农场通过两块平行的金属板对牛奶进行杀菌，获得了“电力消毒牛奶”英国电气研究发展中心研究出连续式欧姆加热器，并取得专利Zaror等建立了欧姆加热杀菌的数学模型Ould等概括了流体的欧姆加热的基本原理和物理模型为之后的研究奠定了理论基础十九世纪20世纪初期1980年1993年1984年英国APVBaker公司设计制造了连续式商业生产型欧姆加热器，用于含颗粒流体食品的加热杀菌至今国内外已研发了多种欧姆加热装置一、概述一、概述一、概述欧姆加热的基本原理是把食品作为电路中一段导体，当电流通过时，在食品物料内部将电能转化为热能，引起食品温度升高，从而达到直接均匀加热杀菌的目的。二、欧姆加热基本原理三、欧姆加热杀菌机理

1、热效应食品内部温度升高，有利于灭菌

2、“电穿孔”效应欧姆加热可以产生“电穿孔”效应，导致微生物细胞膜破裂，细胞内容物渗漏，造成细胞死亡，进而引起菌体死亡。耿敬章等研究了欧姆加热对苹果汁中嗜酸耐热菌的杀灭作用，经欧姆加热处理后，通过扫描电镜(ESEM)可观察到菌体细胞表面发生凹陷和破损，用电导率仪和紫外吸收分光光度计可检测到菌悬液的电导率和吸光度值增加，据此得出欧姆加热处理造成了嗜酸耐热菌细胞膜的“电穿孔”，导致微生物细胞膜破裂，细胞内容物逸出，造成菌体死亡。

三、欧姆加热杀菌机理四、欧姆加热的影响因素

1电导率

2温度

3固体的大小

4液体的黏度

5物料的质量流量

6颗粒密度

7加热体积

8电极形状1、电导率物料的电导率是欧姆加热的首要影响因素。物料本身电导率、固液体间的电导率差异以及非导电性物质的存在都会影响欧姆加热的效果。食品中如果非导电性物质过多，在加热时，易使颗粒物料过度受热。四、欧姆加热的影响因素沈五雄等模拟了含绝缘体材料的欧姆加热过程，结果表明加热过程中绝缘体对电流有明显的阻挡作用，对加热的均匀性有很大影响。

四、欧姆加热的影响因素非导电性物质含量高的食品不适合应用欧姆加热技术2、温度温度对欧姆加热过程的影响是通过改变物料电导率来实现的。温度升高，电导率增加，加热速率增大。在加热过程中，应结合其他因素来确定最适宜的温度。

四、欧姆加热的影响因素3、固体的大小颗粒的尺寸对加热速率的影响不大，冯晚平等研究了欧姆加热中冷冻猪肉尺寸对解冻效果的影响，结果表明，不同尺寸的冷冻猪肉在相同电势梯度下，解冻速率差异很小。四、欧姆加热的影响因素但采用欧姆加热处理的含颗粒食品，一般要求其颗粒直径小于25mm。这是因为在无菌操作过程中，颗粒过大会使其在进料斗中遭到机械损伤，且不能保证在流经电场时得到足够的热处理。4、液体的黏度在加热过程中，如果液体粘度过小,颗粒会沉淀在加热器底部，液体则直接流经电极，从而导致固液两相受热不均匀；液体黏度越大，固液两相对流传热系数越小，加热速率就越大，但液体粘度过大时，颗粒之间、颗粒与加热器管壁之间的相互磨损都会破坏颗粒的结构完整。在加热过程中要注意液体黏度的变化，液体中如含有淀粉、受热易失水的颗粒等，都会影响载流液体的黏度，因此对含有淀粉等黏稠成分在加工前要进行预处理，防止在加工过程中该类物质发生相变而影响液体的黏度，对易失水的颗粒食品在加工过程中要注意保持液体黏度的恒定。四、欧姆加热的影响因素在加热功率一定的情况下，产品的温升与质量流量成反比，所以应控制流量稳定，否则会引起产品的温度的变化。徐巍等研究了液态食品连续欧姆加热中，不同进口流速下自来水加热室中心温度的变化。5、物料的质量流量四、欧姆加热的影响因素6、颗粒密度颗粒密度过大，有可能沉淀在加热器底部，而导致颗粒过度受热。相反，密度过小的颗粒在加工过程中会悬浮在液体表面，不能很好地估计其在加热器内的滞留时间和受热情况。在加热时，可选择合适的液体承载密度不同的颗粒。在欧姆加热中，颗粒物料的含量一般在20%-70%之间。对颗粒含量较高的食品，一般要求颗粒小且具有一定的柔韧性，并且为了减小颗粒间的空隙度，还要求颗粒具有多样的几何形状。对颗粒含量较低的食品，则要采用粘度较大的液体来保持颗粒的悬浮状态。四、欧姆加热的影响因素陈年等研究了不同温度下红枣汁中电导率与可溶性固形物含量的关系。

四、欧姆加热的影响因素在其它条件相同时，杀菌率随加热体积的增大而增强。加热体积的增大导致溶液的电流变大，引起细胞膜表面的电穿孔，致使菌体死亡。耿敬章等研究了加热体积对欧姆加热杀灭苹果汁中的嗜酸耐热菌的影响。7、加热体积四、欧姆加热的影响因素电极形状不同，电流密度分布也不同，实践中，可根据食品物料的形状和配方选用适用形状的加热电极。姜欣等研究了欧姆加热过程中不同电极形状的温度场分布，结果表明矩形和圆形电极板加热效率较高。8、电极形状

四、欧姆加热的影响因素五、欧姆加热特点01不存在温梯度，加热均匀02加热速度快食品营养成分损失小能量利用率高

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041、不存在温度梯度，加热均匀五、欧姆加热特点

欧姆加热是由电介质中电流的通过而使物料在整个体积内由于自身的电阻性而自身产生热量，对于含有较大颗粒的粘稠状物料或含有细小颗粒的固液混合物料作用效果最为明显，不存在传统加热时的从容器外层到中心的温度梯度，可实现固体和液体的同时升温，所以其与传统加热相比，可避免液体部分的过热，从而实现均匀加热。周亚军等对水果通电加热时的温度场进行研究，结果表明:纯水果汁、含水果颗粒果汁加热中的温度分布接近于均匀温度场。五、欧姆加热特点欧姆加热属于体积加热，颗粒的受热温度比液体更高，能以每秒钟2℃的速度快速升温，避免了食品表面过度加热的危害，可以最大限度的保持产品的营养成分和感官品质。2、加热速度快五、欧姆加热特点戴妍等研究了欧姆加热对猪肉蛋白质降解、氧化以及凝胶特性的影响，发现将猪肉加热到不同温度时，欧姆加热加热时间大约为水浴加热时间的1/10左右。

欧姆加热是通过物料自身的电导特性直接把电能转化成热能，大大减少了传统加热方式在加热介质中热传递过程中的热量的损耗。陈波等研究了欧姆加热对大豆酱中酵母菌杀菌效果及营养成分的影响，结果表明，在欧姆加热过程中，能量平均利用率达