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中科智恒-远红外加热在食品加工中的作用 2021-12-2 16:35:00   


干燥技术按照不同的分类方法可以进行如下划分:按操作压力的不同可分为常压干燥和真空干燥;按操作方式的不同可分为间歇式干燥和连续式干燥;按热能对湿物料传递方式的不同可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥。其中,辐射干燥按传热机理的不同又可分为远红外干燥和微波干燥。在以上几种食品干燥技术中,远红外加热微波干燥和真空冷冻干燥是近年来较为常用的干燥技术。

远红外辐射加热由于有很多优点,因此在食品加工中的开发和研究近年来发展很快,甚至一些应用的目的已超出了一般加热的意义范围。


1、热辐射效率高


普通食品加工中所使用的加热温度范围一般在300-500K左右,在这一温度范围内,物质的热辐射能量密度最大的波长正是在2.5-20μm的远红外线的波长范围内;也就是说在食品工程加热的温度范围内,使用远红外线有着较高的热辐射效率。


2、热损失小、易控制


远红外辐射在空气中传播时的损失很小,可以把热直接辐射到被加热体的表面,因为不存在传热界面,所以在食品的冻结干燥、冻结升华等加工工程中可以加快干燥或升华的速度,这是其他加热方式难以办到的。


3、传热效率高


食品物料在加工工程中大都对于温度的限制比较严格。远红外辐射的特点之一就是不使物料过热的情况下,可以使热源有较高的温度,因为两物体之间热辐射传播的速度与这两物体之间的温度差的四次方成正比,因此远红外辐射的实用能流密度比起传导和对流传热大得多,不仅可以缩短加热时间和节约设备费用,而且可使一些如烧鸡、烤鸭等烤制食品表面很快形成皮膜,减少内部香味成份的损失。

4、热吸收效率高


在热辐射传播中,物体的温度是其分子运动动能的表现,从分子运动的观点看,物体的分子结构与其对各种电磁波的吸收关系很大。不同结构的分子都有其固有的振动频率,当辐射电磁波的频率与分子的固有振动频率相同时,就会产生共振现象,也就是说被照射物质能够更完全地吸收这一电磁波而激起本身分子更强烈地振动。水及食品材料的电磁波吸收峰值多集中在2-20μm的远红外线的波长范围内,也就是说大部分食品材料对远红外辐射的吸收率最高,这也是远红外辐射技术在食品工业受到极大重视的原因之一。

远红外辐射对食品中的水和其他物质分子有特殊振动效果及促进分子间互相结合、交联的动力,对促进许多食品的熟成具有奇妙的作用。例如,据日本杂志报道:在挂面制造时,可以促进面筋的水化作用,制得比一般方法更加口感滑润、有劲的面条;用于酒的熟成处理,可使酒的陈放时间大大缩短,而且味道更加香醇。


5、加热引起食物材料的变化损失较小


在食品熟制过程中,避免食物成分的变化和损失是很重要的问题。远红外线的光子能量级比起紫外线、可见光线都要小,因此一般只会产生热效果,而不会引起物质的化学变化。而且,因为远红外辐射加热的效率较高,可使加热时间大大缩短,这也使得食物成份受热分解的可能性大为减少。许多实验已经证明:一些含有叶绿素、Vc等易分解成份的果蔬,采用远红外辐射代替传统的干燥方法后,可以使这些成份的损失大大减少。


6、辐射可达一定深度,受热均匀


从电磁波传播的原理可知,波长越长,透过物体的深度越大。因此比起其他光波,远红外热辐射不仅可以把热能传播到物体的表面,而且还能把热能直接传播到物体的一定深度;同时,远红外被物体吸收的程度与被照射物体的颜色无关,因此远红外辐射加热时,可使物料不受本身颜色的影响,受热比较均匀,避免局部的过热损失。

馍片

总之,远红外技术给食品加工业带来了革命性的影响,其应用范围不断扩大,效果也超出了一般的加热、干燥的领域。甚至一些新型食品的出现只有在远红外辐射技术的条件下才成了可能。在推动远红外技术的研究向前发展时,深入探讨远红外电磁波对食品材料作用的内在规律,使远红外技术在食品工业的应用研究更加健康地发展。



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