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　　第三章远红外加热的使用教授实质第一节概论第二节远红外加热的道理第二节远红外加热配置第三节远红外加热正在食物工业中的使用第一节总论一、红外辐射（线）的察觉二、红外线的界说及分类二、红外线、红外光谱区正在可睹光与微波区之间，其波长限制凡是为0.75-1000μm。2、红外线按其波长区别一样又划分为近红外线）为近红外线)为中红外线)为远红外线。

　　红外光谱区的划分及要紧使用限制波长限制λ/μm波数限制σ/cm-1测定类型剖释类型试样类型近红外0.75~2.512800~4000漫反射摄取定量剖释卵白质、水分、淀粉、油、类脂、农产物中的纤维素等定量剖释气体混杂物中红外2.5~254000~400摄取反射发射定性剖释

　　纯气体，液体或固体物质定量剖释杂乱的气体，液体或固体混杂物与色谱联用杂乱的气体，液体或固体混杂物定性剖释纯固体或液体混杂物大气试样远红外25~1000400~10摄取定性剖释纯无机或金属有机化合物近红外光区的摄取带

　　要紧是由低能电子跃迁、含氧原子团（如O-H、N-H、C-H）伸缩振动的倍频摄取形成。该区的光谱可用来钻探稀土和其它过渡金属离子的化合物，并实用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团的定量剖释。远红外光区摄取带

　　是由气体分子中的纯转动跃迁、振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所惹起的。因为低频骨架振动能聪敏地反应出构造转变，是以对异构体的钻探希奇轻易。别的，还能用于金属有机化合物（网罗络合物）、氢键、摄取形象的钻探。但因为该光区能量弱，除非其它波长区间内没有合意的剖释谱带，凡是不再此限制内举办剖释。一、学问点回想1、分子中的电子老是处正在某一运动状况中，每一种状况都具有必然的能量，属于必然的能级。2、电子因为受到光、热、电的勉励，从一个能级改变到另一个能级，称为跃迁。3、当这些电子摄取了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的的能级。因为分子内部运动所牵缠到的能级转变斗劲杂乱，分子摄取光谱也就斗劲杂乱。4、正在分子内部除了电子运动状况以外，另有核间的相对运动，即核的振动和分子绕重心转动。而振动能和转动能，按量子力学策画是不连绵的，即具有量子化的本质。三、红外线加热的根基道理对红外线敏锐的物质，其分子、原于摄取红外线后，不单会爆发能级的跃迁，也推广了以平均名望为核心的各式运动的幅度，质点的内能量加大。微观构造质点运动加剧的宏观反应即是物体温度的升高，即物质摄取红外线后永利3044官网唯一，便形成自愿的热效应。因为这种热效应直接形成于物体的内部，是以能急速有用地对物质加热。四、用远红外线加热食物的原由

　　食物中的许众因素正在3-10μm的远红外区有很强的摄取，以是正在食物加热中，往往挑选远红外举办加热。几种食物质料的电磁波摄取频率图五、用远红外干燥水分的原由

　　水由一个氧原子和两个氢原子构成，三个原子不是排成一条直线。正在基态时，O-H两原子之间的隔绝为0.096nm，两个O-H键之间的夹角为104.5度。当水分子受到摄取波长为2.663μm,2.738μm和6.270μm的远红外线时，可惹起三种振动式样。

　　六、物质对远红外辐射的挑选性摄取1、物质只对能知足其分子形成高、低两个能级跃迁的远红外辐射形成摄取，其频率不行知足条款的远红外辐射则不被摄取而穿过。2、因为物质分子的摄取能级许众，各个能级的跃迁差别不等，以是本质的摄取不是简单的，而是杂乱的，并伴有众种能级跃迁的摄取进程。少少有机高分子物质和食品的摄取光谱七、辐射与摄取的配合1、挑选性辐射：辐射加热须要辐射源，辐射源形成的辐射不是扫数波长的辐射强度都相称，辐射才力按区别波长而有所转变的辐射称为挑选性辐射。2、配合辐射加热：当物料的挑选性摄取与辐射源的挑选性辐射类似时，称为配合辐射加热。3、日本学者细川秀克等曾提出过理念配合的模子。所谓理念配合是指辐射源与被加热物料具有全体相对应的光谱，云云，辐射能将全盘被物料所摄取，成为无牺牲的理念辐射加热。理念配合模子

　　图1-2示出辐射能流QE投射到物体2上，一片面QA被摄取，使物体升温；一片面QR被反射；另有一片面QT被透射。这种摄取、反射、透射份额的巨细由物质的本质所断定，称为该物体对外来辐射能流的摄取率A、反射率R和透过率T，即

　　维恩位移定律照度定律（负二次方定律）质料的ε值具有以下纪律：金属的ε值凡是较小，随温度增众成比例增众，区别的金属的ε值与其电阻的平方根成正比；粗略的外面和氧化后的外面比磨光的外面具有较大约ε值。凡是非金属的ε值较大，正在低温时大于0.8，高温时正在0.3～0.8之间。绝热质料的ε值凡是比金属大得众，并随温度的升高而消浸。（3）单色辐射率指加热元件对应于单个波长上的辐射率。正在挑选加热元件时，应使元件正在被加热物体的最大摄取波长的单色辐射率尽不妨高。（4）摄取率指本质物体摄取辐射能的才力，用α显示。任何物体的摄取率正在数值上等于它的辐射率，即摄取率高的辐射摄取体自身也是辐射率高的辐射体。对待不透后体，未被摄取的辐射能则被物体所反射，反射率为1-α。

　　黑体温度为绝对温度T时，正在单元时光内、从黑体外面的单元面积上，向半球面内所辐射的能里与波长的漫衍相干，称为普朗克定律。3、斯忒藩-玻尔兹曼定律斯忒藩-玻尔兹曼定律钻探的是当黑体为绝对温度T时，正在单元时光内，从单元外面积向半球内所辐射的总的辐射通量，称为辐射通量密度或辐射强度。外达式为：斯忒藩-玻尔兹曼定律注解，黑体的总辐射通量密度仅与外面温度相闭，而且与温度的四次方成正比。4永利3044集团欢迎、维恩位移定律

　　维思位移定律确定了黑体的辐射通量密度的峰值波长与绝对温度T的相干。把普朗克定律举办微分，求出最大值，就取得了维恩位移定律，即

　　维恩位移定律解说辐射通量密度的峰值波长与绝对温度成反比，即当温度升高时，最大辐射强度向较短的波长对象转移。该定律对待确定辐射源的操作温度具有很好的辅导意思。

　　照度定律的意思是正在点光源笔直映照的处境下，被映照面上的照度与光源的发光强度成正比，与光源到被映照面之间的隔绝平方成反比。正在本质使用时，除了尽量缩短辐射器与被加热物之间的隔绝外，还配用适合的反射器会聚射线、辐射加热元件或辐射加热器的能量诈欺率的策画

　　辐射加热进程要紧由两步构成：（1）第一步是辐射加热元件把电功率或其它式样的能源改制成辐射功率。（2）第二步是辐射加热元件所射出的辐射功率为被加热物料所摄取。辐射体将电源功率W0改制成自正在发射的辐射功率的改制服从η1策画式：式中ε1——辐射体的辐射率，可从手册查得σ——斯芯藩一玻尔兹曼常数，σ＝5.668×10-8W／(m2.k4)A1——辐射体的外面积，m2T1——辐射体的外面温度，K对待关闭空间两物体外面的辐射热换取，能量诈欺率η2可用下式举办策画。式中εn——称为相当黑度A2----被加热物体的外面积，m2T2----被加热物体的温度，K十、远红外加热的特征1、益处热辐射率高热牺牲小容易举办操作节制加热速率速，传热服从高有必然的穿透才力产物德地好热摄取率高2、红外加热工夫还不行敷裕的使用到食物加工中的来因（1）物料正在红外加热进程中其物理化学本质将爆发转变，同时其物料含水量的转变也影响辐射性子；（2）红外辐射能量正在食物加工中使用受到控制的来因是人们对红外辐射光谱性子的清晰还不深刻。

　　比方，红外辐射不行穿透厚的豆类种子，这就使得红外热量不适合深床物料的加热。红外加热能低浸产物水分含量和质地，红外加热仍然成为第二位的加热挑选，仅次于对流和热传导的格式。第二节远红外加热配置一、远红外加热配置的分类二、食物工业用远红外加热元件三、辐射涂料与辐射涂料的选用

　　1、只要一个相差炉门的密闭的箱式加热炉，称为烘箱，或烤箱。2、是用于坐蓐线上连绵加热物料或对物料举办于燥、杀菌等治理的远红外加热配置。这类配置内有输送物料装配，物料由输送装配从一端输入、经治理后从另一端输出；这类配置策画成通道式样，以是称为“烘道”，有时也称为地道炉。

　　箱式炉外形钢带地道炉外形1.钢带入炉端2.炉顶3.钢带出炉端4.排气孔5.炉门二、食物工业用远红外加热元件1、遵照构造式样：灯状、管状和板状辐射器。2、遵照制制质料：碳化硅红外加热元件金属管状远红外加热元件SHQ乳白石英远红外元件图3-10灯状远红外辐射器(1)棒状辐射体(2)梨状轴射体(3)弯月型辐射体1.灯头2.辐射体3.反射罩图3-11平板状辐射加热器图3-12金属管状加热器1，4.电极2.金属管壳3.电阻丝5.绝缘顶板（1）碳化硅红外加热元件

　　热平静性好，使命温度可达1100～1700℃，能担当较大的功率密度，有很高的电阻率，行使寿命长。它可能制成板状，管状及其它样式，以合适区别须要。SiC自身是有很高的辐射率，但正在凡是的商品中，坐蓐厂家正在烧结时都掺入了必然比例的土壤，如正在修制管状元件时掺入35％的粘土，辐射率有所消浸，以是正在它的外面又都涂了一层辐射率高的辐射涂料。

　　抗呆板振动职能差。（2）金属管状远红外加热元件图3-16氧化镁管远红外辐射器构造1.接线）SHQ乳白石英远红外元件不消涂料，对食物无污染和兼有灭菌效用等益处。以是，很适适用于食物加热加工。SHQ元件是目前独一不消涂料的远红外加热元件。三、辐射涂料与辐射涂料的选用涂料的选用条件：1、应有较高的加热服从2、全辐射率εt要高，全辐射率越高，辐射能量越大。3、涂料应有精良的热传导性。4、热平静性及其它平静性如耐水汽化性及化学物质平静性要好。四、远红外加热配置(编制)的策画1、远红外加热元件及其使命温度的选定2、物料加工工艺的升温弧线和烘箱(或烘道)温度漫衍的设定

　　（1）元件与物料的间距（2）加热元件的组合与部署第三节远红外加热正在食物工业中的使用

　　一、食物远红外干燥二、食物远红外焙烤三、食物远红外熟成四、食物远红外杀菌五、食物远红外解冻一、食物远红外干燥远红外干燥菠菜：70℃下，经3～10μm波长的远红外干燥，Vc剩余率是凡是电热干燥产物的2倍。青翠：远红外干燥后叶绿素存在率比热风干燥后的高，且复水性好。马铃薯和胡萝卜：远红外干燥后其成品外面具有众孔的特色，利于产物复水。水产物：远红外干燥具有缩短干燥时光和提升养分因素存在率及低浸酶活的成效。经远红外线干燥的竹筴鱼呈味因素比晒干的约高1倍，而酸性磷酸酶活性只要晒干的一半。面条：古板热风干燥的面条外面粗略，低温干燥干燥时光长、所需配置较大。远红外干燥的产物外面较润滑，干燥时光大大缩短，含菌率大大低浸。二、食物远红外焙烤益处：加热速率速、加热成效好。与微波焙烤连接适用，正在微波焙烤之后，加上远红外加热治理，使产物外面展现焦黄色和形成芬芳味。饼干坐蓐中，采用远红外干燥较古板干燥法朴素能源且产物中汽泡漫衍匀称，咬感较好。三、食物远红外熟成远红外熟成是诈欺远红外线映照食物时，惹起食物内部水分及有机物质分子振动，导致卵白质、碳水化合物等物质转变，于是抵达熟成的成效。诈欺远红外对食物举办熟成治理可能缩短熟成时光。远红外可用于酿制食物、鱼肉炼成品、蒸蛋等食物的熟成。鸡蛋的远红外加热熟成：熟度类似，破壳率低。远红外加快酒类的急速陈酿：远红外可能使陈酿周期由数年缩短至数小时。刚酿出的芦荟酒，第二天经约20min的远红外映照，可能抵达相当于一年的自然陈变成效。四、食物远红外杀菌

　　日本的山野藤吾曾将细菌、酵母和霉菌悬浮液装入塑料袋中举办远红外线杀菌试验，远红外映照的功率分歧为6kw、8kw、10kW和12kw，试验结果注解：映照10min能使不耐热细菌全盘杀死；能使耐热细菌的数目低浸105～108个数目级。映照强度越大，残活菌数越少，但要抵达食物保藏的条件，映照功率要正在12kw以上，或伸长映照时光。对待酵母菌，上述映照强度都可使它失活，即对酵母菌，采用6kw以上的功率，就足以抵达欺压的条件。对待霉茵，8kw以上的映照功率，10min的映照时光就可将活菌全体杀死。五、食物远红外解冻

　　块状冷冻食物的温度为-20℃，巨细为40mm×60mm×10mm，远红外线mm。试验结果注解：块状冷冻食物的核心温度急速上升，而且外面温度与核心温度能永远维系正在大致一致的秤谌，即远红外映照用于冷冻食物的急速解冻是斗劲适宜的。感谢！

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