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
1、远红外线的概念
远红外线是指波长为2.5-1000μum的电磁波。
2、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 -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ｖmn 的红外线。3、远红外线的加热原理
4、用远红外线加热食品的理由
5、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
1、物质不是对所有的远红外线都会产生吸收，只对其中满足ｈｖmn =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。
2、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、辐射与吸收的匹配
1、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。
2、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。
3、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
1、热辐射率高；
2、热损失小；
3、容易进行操作控制；
4、加热速度快，传热效率高；
5、有一定的穿透能力；
6、产品质量好；
7、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１０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
1、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20℃的水中，然后在水浴中加热到0℃，再用冷水冷却到20℃。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15%降低到2%，常温下放置1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1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，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
1、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。
2、豌豆的灭酶处理
3、饲料用蚕豆的灭酶处理
4、饼用小麦面粉的灭酶处理
5、油菜籽灭酶处理
6、谷物与果实内外部的同时处理
五、食品远红外解冻
利用远红外线对冷冻食品进行解冻处理试验，表明内部与外部温差小，中心温度上升快，适于解冻的要求。