Tìm hiểu nguyên tắc gia nhiệt bằng sóng hồng ngoại và ví dụ minh họa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
TRUNG TÂM MÁY VÀ THIẾT BỊ
TIỂU LUẬN
KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU NGUYÊN TẮC GIA NHIỆT BẰNG SÓNG
HỒNG NGOẠI VÀ MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HỌA
GVHD: Ths. Trần Hoài Đức
Lớp: DHTP5. Nhóm 2
SVTH: MSSV
Nguyễn Đỗ Hà Giang 09076841
Trần Thị Mỹ Hạnh 09202211
Lưu Văn Tấn Mạnh 09083631
Nguyễn Thị Bích Tuyền 09207021
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2011
1
Tìm hiểu nguyên tắc gia nhiệt bằng sóng hồng ngoại và ví dụ minh họa
MỤC LỤC
2.2.2 Thiết bị.......................................................................................................................................13
2.2.3 Ứng dụng....................................................................................................................................14
2.2.3.1 Tiệt trùng.............................................................................................................................15
2.2.3.2 Giảm tác nhân gây bệnh.....................................................................................................15
2.2.3.4 Kéo dài thời hạn sử dụng....................................................................................................15
2.2.3.5 Kiểm soát sự chín................................................................................................................16
2.2.3.6 Dinh dưỡng và cảm quan....................................................................................................16
III. KẾT LUẬN....................................................................................................................................................18
IV.TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................................19
I. LỜI NÓI ĐẦU
Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, đa số các quá trình chỉ xảy ra theo
một chiều hướng nhất định ở một điều kiện công nghệ nhất định ở một điều kiện công

này.
II. NỘI DUNG
2. Nhiệt bức xạ
2.1 Sóng hồng ngoại
2.1.1 Lý Thuyết
Năng lượng hồng ngoại là bức xạ điện từ (Hình 18.1) được phát ra bởi vật thể
nóng. Khi nó được hấp thụ, bức xạ năng lượng của mình cho lên để làm nóng vật liệu. Tỷ
lệ truyền nhiệt phụ thuộc vào:
 Các thuộc tính bề mặt của hai tài liệu
 Các hình dạng của các cơ quan phát và nhận
 Nhiệt độ bề mặt của vật liệu sưởi ấm và nhận
3
Tìm hiểu nguyên tắc gia nhiệt bằng sóng hồng ngoại và ví dụ minh họa
Hình 18.1
Tất cả các vật thể đều phát xạ hồng ngoại như là một đặc tính nhiệt độ của
chúng. Năng lượng hồng ngoại được tạo ra do rung động và chuyển động quay của nguyên
tử và phân tử, nhiệt độ càng cao, nguyên tử và phân tử chuyển động càng nhiều, càng tạo
ra nhiều bức xạ hồng ngoại. Năng lượng này sẽ được camera chụp ảnh hồng ngoại phát
hiện, camera hồng ngoại không phát hiện nhiệt độ, chúng phát hiện bức xạ nhiệt.
Lượng nhiệt phát ra từ một bộ tản nhiệt hoàn hảo (gọi là một cơ thể màu đen)
được tính bằng cách sử dụng các phương trình Stefan-Boltzmann:
4
ATQ
σ
=
Mà Q (Js
-1
) tỷ lệ phát thải nhiệt, s = 5.7 x 10
-8
(Js

hiện như là phản xạ (1-
α
). Có hai loại phản xạ: đó diễn ra ở bề mặt của thực phẩm và
rằng đó diễn ra sau khi bức xạ đi vào cơ cấu thực phẩm và trở thành khuếch tán do tán xạ.
Bề mặt phản xạ tạo ra bóng quan sát thấy trên các vật liệu đánh bóng trong khi cơ thể suy
ra những màu sắc và hoa văn của vật liệu.
Vật liệu Phát xạ
Bánh mì nướng bị cháy 1,00
Nước 0,955
Kem 0,97
Bột 0,85
Mỡ bò 0,78
Thịt bò nạc 0,74
4
Tìm hiểu nguyên tắc gia nhiệt bằng sóng hồng ngoại và ví dụ minh họa
Giấy trắng 0,9
Sơn kim loại hoặc gỗ 0,9
Không bóng kim loại 0,7 – 0,25
Đánh bóng kim loại 0,05
Bảng 18.3: Ước tính của vật liệu trong chế biến thực phẩm
Các bước sóng của bức xạ hồng ngoại được xác định bởi nhiệt độ của nguồn.
Nhiệt độ sản xuất cao hơn bước sóng ngắn hơn có độ sâu lớn hơn của sự thâm nhập. Tỷ lệ
thực của truyền nhiệt cho thực phẩm, do đó tương đương với tỷ lệ hấp thu trừ đi tỷ lệ phát
thải:
)(
4
2
4
1
TTAQ

Đối lưu
nhiệt
Hệ thống
sưởi ấm,
thời gian
làm mát
Dự kiến
cuộc
sống
Bước sóng ngắn
Đèn
nhiệt
2200 10 300 75 25 1 5000h
Súng IR 2300 2 1600 98 2 1 _
5
Tìm hiểu nguyên tắc gia nhiệt bằng sóng hồng ngoại và ví dụ minh họa
Thạch
anh ống
2200 80 600 80 20 1 5000h
Vừa bước sóng
Thạch
anh ống
950 60 500 55 45 30 Năm
Bước sóng dài
Element 800 40 500 50 50 <120 Năm
Gạch 700 40 400 50 50 <120 Năm
2.1.3 Ứng dụng trong thực phẩm
Việc làm nóng bề mặt nhanh chóng của các loại thực phẩm có trong các hợp
chất ẩm và hương vị hay mùi hương. Thay đổi để bề mặt các thành phần của thực phẩm
cũng tương tự như xảy ra trong quá trình nướng.

Trong thực tế sản xuất hiện nay, người ta sử dụng tia hồng ngoại trong nhiều
lĩnh vực chế biến như xử lý các loại hạt làm thức ăn gia súc, thanh trùng sữa tươi (với thời
gian rất ngắn 15 giây), gia nhiệt bề mặt các sản phẩm để tạo màu sắc đẹp hơn (ví dụ các
loại bánh nướng), sấy khô các loại dược liệu, sấy khô các loại gia vị mà màu sắc ít biến
đổi. Người ta còn dùng tia hồng ngoại để nướng bánh, sản xuất thực phẩm ăn nhanh và ngũ
cốc dinh dưỡng (cereals) dùng trong điểm tâm.
Hiện nay có nhiều Công ty chuyên sản xuất thiết bị chiếu tia hồng ngoại dùng
trong chế biến thực phẩm như Công ty Charnwood, Charnwood milling, Micronizing,
Newton, Simpson, Sharman. Những thiết bị của các Công ty này có công suất chế biến từ
750kg – 2200kg/giờ, với công suất điện tiêu thụ từ 14-20 kw/tấn hạt.
7
Tìm hiểu nguyên tắc gia nhiệt bằng sóng hồng ngoại và ví dụ minh họa
Nguyên liệu (hạt) trước hết được làm sạch sơ bộ, loại bụi bậm, rác, tạp chất, sau
đó được tạo ẩm để đưa độ ẩm của hạt đạt từ 18-20%. Rồi từ một hệ thống băng chuyền,
hạt được chuyển sang khu vực xử lý hồng ngoại trong khoảng từ 50giây – 90giây (tùy theo
mục đích sử dụng và tùy theo loại nguyên liệu) để làm chín tinh bột; và sau đó tiếp tục
chuyển qua một hệ thống máy ép trục để ép nguyên liệu đã chín thành lát mỏng, rồi làm
khô… Tinh bột trong hạt được hồ hóa triệt để sau khi ép mỏng, do đó chất lượng sản phẩm
được tăng lên, đồng thời làm tăng khả năng hấp thu, tiêu hóa của con người (và cả gia súc)
đối với sản phẩm nông sản chế biến.
2.1.3.1 Lò vi sóng
Monowave 300 là thiết bị
phản ứng bằng vi sóng hiệu quả cao
được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng
tổng hợp bằng vi sóng quy mô nhỏ và
trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu
và phát triển. Ngày nay dưới tác dụng
của sóng vi sóng không chỉ được áp
dụng cho tổng hợp hữu cơ – mà tổng
hợp vô cơ, khoa học vật liệu, hóa học