1、遠紅外技術目錄1、什么是遠紅外？2、遠紅外技術的原理3、遠紅外技術在食品中應用及問題4、專業聯想-遠紅外技術在乳制品中的應用5、總結6、參考文獻什么是遠紅外?x射線紫外線紅外線微波無線電波10-910-610-3m可見光1.5近紅外中紅外遠紅外0.725.61000mX射線波長0.01m；0.01紫外線0.380.38可見光線0.72；根據圖示可以看出紅外線介于可見光和微波之間的電磁波，且分為近、中、遠紅外。遠紅外實際上就是遠紅外線即介于5.61000m之間的電磁波遠紅外技術：利用熱輻射對原料進行加熱干燥的一種方法。遠紅外技術的原理 遠紅外加熱是利用輻射能進行加熱的過程, 其能量是通過輻射方式

2、而傳遞。分子總是在不斷地運動著的,或者是振動或者是轉動, 它們都有自己固有的頻率。當輻射體發出的遠紅外線到達物體上時, 會出現反射、吸收或穿透等現象。若輻射體射出的遠紅外線輻射波長與被照物體吸收波長一致時，該物體就會大量吸收遠紅外線，從而改變物體本身分子的振動和運動狀態，擴大了以平衡位置為中心的振幅，增加了運動能量，分子由摩擦和運動而產生熱，用于能量的轉換使物質里外同時變熱。遠紅外技術的特點1、熱輻射效率高 所有的輻射加熱都需要一個熱輻射源,由物理學可知:作為熱源物體的熱輻射效率與物體的材質有關,把熱輻率最大的理想物質稱為黑體,黑體不僅有最大的熱輻率,同時也有最大的對外來輻射的吸收率。遠紅外線

3、加熱時為了提高熱輻射效率,熱源的材質一般都選用熱輻射率接近黑體的物質。2、熱損失小，易控制 遠紅外輻射熱在空氣中傳播時的損失很小,可以把熱直接輻射到被加熱體的表面;因為不存在傳熱界面, 并且同其他光波一樣具有直線傳播、漫反射和鏡反射的性質,因此可以通過光的集散、遮斷機構來使輻射熱在加熱器中更有效地被利用和控制,提高加熱質量,減少不必要的熱損失。3、傳熱效率高 食品物料在加工工程中大都對于溫度的限制比較嚴格,例如:有許多食品的加熱要求不超過1000C。，在這樣的要求下,使熱源的溫度也受到限制。例如:熱風干燥時,熱風的溫度就不能高于物料的溫度。因為熱源與物料的溫差不能過大,那么單位時間的能量傳遞也

4、必然受到限制。然而遠紅外輻射的特點之一就是在不使物料過熱的情況下,可以使熱源有較高的溫度。4、熱吸收效率高 在熱輻射傳播中,物體吸收、透過和反射輻射波的程度不僅與其表面狀況有關,而且也與共材質有關，被照射物質對該輻射波反射、透過的損失越少,吸收效率越高。部分學者的研究表明食品材料例如水、淀粉、纖維素等的電磁波吸收峰值多集中在 2 20m的遠紅外線的波長范圍內,也就是說大部分食品材料對遠紅外輻射的吸收率最高。5、加熱引起食物材料的變化損失較小 在食品的烘烤、干燥等加熱工程中,避免食物成份的變化和損失是很重要的問題。在熱輻射電磁波中遠紅外線的光子能量級比起紫外線、可見光線都要小,因此一般只會產生熱

5、效果,而不會引起物質的化學變化。而且,因為遠紅外輻射加熱的效率較高,可使加熱時間大大縮短,這也使得食品成份受熱分解的可能性大為減少。許多實驗已證明:一些含有葉綠素、Vc等易分解成份的果蔬,采用遠紅外輻射代替傳統的干燥方法后,可以使這些成份的損失大大減少。6、輻射可達一定深度,受熱均勻 從電磁波傳播的原理可知,波長越長,透過物體的深度越大。因此比起其他光波,遠紅外熱輻射不僅可以把熱能傳播到物體的表面,而且還能把熱能直接傳播到物體的一定深度, 可以顯著提高加熱效率;同時遠紅外被物體吸收的程度與被照射物體的抓色無關,因此遠紅外輻射加熱時,可使物料不受本身顏色的影響,受熱比較均勻,避免局部的過熱損失。

6、1、只有一個出入爐門的密閉的箱式加熱爐，稱為烘箱，或烤箱。 常見的遠紅外加熱設備及種類箱式爐外形箱式爐外形鋼帶隧道爐外形鋼帶隧道爐外形1.鋼帶入爐端鋼帶入爐端 2.爐頂爐頂 3.鋼帶出爐端鋼帶出爐端 4.排氣孔排氣孔 5.爐門爐門2、是用于生產線上連續加熱物料或對物料進行于燥、殺菌等處理的遠紅外加熱設備。這類設備內有輸送物料裝置，物料由輸送裝置從一端輸入、經處理后從另一端輸出；這類設備設計成通道形式，因此稱為“烘道”，有時也稱為隧道爐。 燈狀遠紅外輻射器燈狀遠紅外輻射器(1)(1)棒狀輻射體棒狀輻射體 (2)(2)梨狀軸射體梨狀軸射體(3)(3)彎月型輻射體彎月型輻射體1.1.燈頭燈頭 2.2

7、.輻射體輻射體 3.3.反射罩反射罩 平板狀輻射加熱器平板狀輻射加熱器1、根據結構形式：燈狀、管狀和板狀輻射器。食品工業用遠紅外加熱元件食品工業用遠紅外加熱元件 通過電極加熱電阻絲發熱，使金屬管殼發熱并輻射遠紅外對原料進行干燥處理。其能量比較低, 最近人們發現在金屬管表面涂上一層金屬氧化物, 比如氧化鐵、氧化鋯、氧化鈦等, 將大大提高紅外輻射能量。2、根據制作材料：碳化硅紅外加熱元件碳化硅紅外加熱元件優點： 熱穩定性好，工作溫度可達11001700，能承受較大的功率密度，有很高的電阻率，使用壽命長。它可以制成板狀，管狀及其它形狀，以適應不同需要，并且外涂金屬效果更好。缺點：抗機械振動性能差。

8、SHQ乳白石英遠紅外元件 不用涂料，對食品無污染和兼有滅菌作用等優點。因此，很適合用于食品加熱加工。SHQ元件是目前唯一不用涂料的遠紅外加熱元件。圖圖3-16 氧化鎂管遠紅外輻射器結構氧化鎂管遠紅外輻射器結構1.接線裝置接線裝置 2.導電桿導電桿 3.緊固裝置緊固裝置 4.金屬管金屬管 5.電熱絲電熱絲 6.MgO粉粉 7.輻射管表面涂層輻射管表面涂層金屬管狀遠紅外加熱元件遠紅外技術在食品中應用及問題基于遠紅外線的特性, 這一技術在食品工業中的應用,主要應用在以下幾個方面:1.促進食品的成熟 國外食品專家已成功地試驗出,利用遠紅外線使水產制品蛋白質易于成膠,促進面筋形成,達到成熟;雞蛋用遠紅外

9、線照射受熱均勻,熱度一致,風味勝過水煮。在茶葉生產中,用遠紅外線照射可以使茶葉的溫度達到3040凋萎,從而可以增加茶葉的香味,保持良好的品質。2.用于防腐殺菌 遠紅外線用于照射食品可以起到防腐殺菌的作用。例如:用遠紅外線照射剛采集的高水分的新鮮柑桔、桔子、蘋果等,能降低其水分含量,減少儲存過程中因水分過大而造成的腐爛現象。采用遠紅外線輻射加熱,還能殺死細菌和微生物,可以用于各種袋裝食品的滅菌處理, 例如：奶制品、豆制品等食品的加工業和保鮮技術。3.脫水干燥處理 食品應用紅外線脫水干燥具有加熱速度快、加熱方式均勻、傳熱效應高等優點。這種原理和微波爐的原理是一樣的,現今也出現了光波爐這種烹調技術。

10、日本就開發出一種遠紅外線蔬菜干燥裝置。根據蔬菜的不同種類和狀態采取不同的措施,在短時間內將蔬菜烘干。這樣不僅減少了蔬菜營養成分的流失,且蔬菜的外形變化不大,用冷水或溫水浸泡后,蔬菜能很快的恢復原狀。該裝置既能生產出冷凍干燥食品相媲美的干燥蔬菜,且成本比熱風干燥低很多。4.遠紅外線烘烤食品 遠紅外線具有表面加熱均勻的性能,因此可用于烘烤食品。遠紅外烘烤食品的優點在于,不會產生類似膨化造成的內外表面的水分分布不均勻、口感較差的現象,能使食物的內外表面水分一致,口感好。常見用于如炸魚、煎蛋等。5.檢驗食品的營養 利用遠紅外線分析食品營養成分,是遠紅外在食品工業中的又一新應用。美國科學家利用紅外光譜法

11、測定麥類制品的面粉及烘烤食品原料的蛋白質、微量元素、脂肪及含水量等。應用這項技術的目的在于實現食品質量常規檢驗程序的自動化。這種紅外線檢測儀大小和影碟機類似,具有攜帶方便、分析速度快等特點,測定全過程僅23分鐘。6.在榨油業中的應用 遠紅外線在榨油業中應用效果頗佳。日本一公司率先造出一種遠紅外線食品榨油機,以碳化硅發熱體作為遠紅外線發熱體,表面涂有氧化物陶瓷,該裝置不僅加熱的時間縮短40%,而且可以防止食油氧化。7、在釀酒業中的應用日本輕金屬公司成功地開發出遠紅外線釀酒器,只需要十幾個小時便能釀出美味的果子酒。這種釀酒器是利用鋁材經過特殊加工后,再經過加溫就會散發出遠紅外線,從而代替了傳統的自

12、然放置的釀酒工業。在類似電飯鍋容器里裝上鋁制電氣加熱器便制成。使用時,接通電源,可以使鍋內保持28攝氏度,這一溫度促使果汁外流,從而迅速地釀出果酒。遠紅外技術利用工程中存在的向題1、遠紅外遠紅外輻射的產品規格缺乏標準；2、遠紅外引起的電力緊張；3、對遠紅外輻射作用的誤解和夸大；4、物料在紅外加熱過程中其物理化學性質將發生變化，同時其物料含水量的變化也影響輻射特性；5、紅外輻射能量在食品加工中應用受到局限的原因是人們對紅外輻射光譜特性的了解還不深入。 例如，紅外輻射不能穿透厚的豆類種子，這就使得紅外熱量不適合深床物料的加熱。紅外加熱能降低產品水分含量和質量，紅外加熱已經成為第二位的加熱選擇，僅次

13、于對流和熱傳導的方法。專業聯想-紅外技術在乳制品中的應用 日本的山野藤吾曾將細菌、酵母和霉菌懸浮液裝入塑料袋中進行遠紅外線殺菌試驗，遠紅外照射的功率分別為6kw、8kw、10kW和12kw，試驗結果表明：照射10min能使不耐熱細菌全部殺死；能使耐熱細菌的數量降低105108個數量級。照射強度越大，殘活菌數越少，但要達到食品保藏的要求，照射功率要在12kw以上，或延長照射時間。對于酵母菌（40），上述照射強度都可使它失活，即對酵母菌，采用6kw以上的功率，就足以達到抑制的要求。對于霉茵（100），8kw以上的照射功率，10min的照射時間就可將活菌完全殺死。 雖然遠紅外照射能夠很好的將乳品中的

14、細菌殺死，但對于乳品風味的保留，對營養物質的破壞程度還有待研究。1、對袋裝奶進行殺菌處理低溫遠紅外進行乳酸菌的保留殺菌技術的研究，也有待探索和發展。2、另外中紅外技術在乳制品摻假中的應用 物質在中紅外光譜區具有一定的吸收特性,像中紅外技術已用于測定啤酒和酒精飲料中乙醇含量、原料肉中蛋白質和脂肪含量、黃油中的脂肪和水分、牛奶的分析測定、某些食品的摻假檢測、食用油脂特性的研究等等,它已成為現代結構化學、分析化學最常用和最不可缺少的工具之一。總結 遠紅外技術是一門跨學科的多邊科學，具有廣泛的應用領域，與其他先進技術相結合，必將推動科學技術的發展。低溫遠紅外輻射技術的研制開發對食品工程的產品多樣化、提高產品的加工品質也有著重要的意義。目前遠紅外技術在果汁、牛乳、啤酒等液體殺菌防腐的研究應用較少。遠紅外用于固體的殺菌技術是否適合果汁、 牛乳、啤酒等液體殺菌，如何借鑒遠紅外的固體殺菌技術及其他方式的殺菌技術來設定適合果汁、 牛乳、啤酒等液體殺菌器的發射、接收裝置及自動控制等方面。使得使用該技術后“果汁、牛乳、啤酒等液體達到殺菌