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2023-11-27 閱讀(663)
2.1 近紅外檢測(cè)原理
近紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜的倍頻和主頻吸收光譜，主要是對(duì)含氫基團(tuán)的吸收，其中包含了大多數(shù)類型有機(jī)化合物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信息。由于不同的有機(jī)化合物含有不同的基因，不同的基團(tuán)有不同的能級(jí)。不同的基團(tuán)和同一基團(tuán)在不同的化學(xué)環(huán)境中對(duì)近紅外光的吸收波長(zhǎng)都有明顯的差別，且吸收系數(shù)小，發(fā)熱少，因此近紅外光譜可作為獲取信息的一種有效載體。近紅外光照射時(shí)，頻率相同的光線和基團(tuán)將發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過(guò)分子偶極矩的變化傳遞給分子；而近紅外光的頻率和樣品的振動(dòng)頻率不同，該頻率的紅外光就不會(huì)被吸收。因此，選用連續(xù)改變頻率的近紅外關(guān)照射某樣品時(shí)，由于試樣對(duì)不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過(guò)試樣后的近紅外光線在某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)會(huì)變?nèi)酰硗庖恍┎ㄩL(zhǎng)范圍內(nèi)會(huì)變強(qiáng)，透射出來(lái)的紅外光線就攜帶有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息。通過(guò)檢測(cè)器分析透射或反射光線的光密度，就可以確定該組分的含量。這種通過(guò)透射光攜帶信息進(jìn)行檢測(cè)的方法，稱為近紅外透射檢測(cè)法。
由于近紅外技術(shù)能夠及時(shí)快捷的對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，在生產(chǎn)中可以在生產(chǎn)流水線上裝配近紅外裝置，對(duì)原料和成品及半成品進(jìn)行連續(xù)在線檢測(cè)，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)原料及產(chǎn)品品質(zhì)的變化，便于及時(shí)調(diào)控，維持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
2.2 遠(yuǎn)紅外干燥殺菌原理
由于紅外線的譜帶位于可見(jiàn)光和微光之間，具有光和波的性質(zhì)，以光速在空間直線傳播。它輻射到物體表面上能反射、透射和吸收，無(wú)介質(zhì)熱損失，隨著波長(zhǎng)的變化有質(zhì)的變化，突出表現(xiàn)為它的穿透力和熱效應(yīng)。水和含水物質(zhì)的分子或基團(tuán)的固有運(yùn)動(dòng)（振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）頻率，換成波長(zhǎng)表示大致在2.5~200μm波帶，遠(yuǎn)紅外線頻率相匹配。遠(yuǎn)紅外線能穿入食物內(nèi)部粒子之間的微小間隙，激起分子內(nèi)能級(jí)變化，迫使分子運(yùn)動(dòng)加劇而內(nèi)部發(fā)熱，使其溫度急劇升高。同時(shí)視頻內(nèi)部的液態(tài)水分在溫度梯度的作用方向由內(nèi)向外和濕度梯度方向一致，食品內(nèi)部的水分熱擴(kuò)散以及表面水汽的蒸發(fā)都處于正向的最佳狀態(tài)，從而大大加速了干燥過(guò)程，縮短了干燥時(shí)間。同時(shí)濕食品中含有的細(xì)菌體接受了紅外輻射后，變化凝固、代謝障礙、活性消失以至殺死。上述作用的綜合疊加，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能、殺菌的干燥過(guò)程。
2.3 高紅外加熱原理
近來(lái)在國(guó)內(nèi)外，紅外輻射加熱技術(shù)又向短波長(zhǎng)延伸，在雜志上也可見(jiàn)到“高紅外"的名詞，即“高密度紅外輻射加熱（High Density Infrared）"俗稱高紅外。
我們可以這樣來(lái)描述高紅外技術(shù)：
1.采用了高頻率（短波）的紅外輻射加熱燈管；
2.采用了高密度的加熱布局；
3.采用高輻射強(qiáng)度的加熱方式。
紅外波長(zhǎng)越短，越容易被緊密排列分子吸收而產(chǎn)生熱量。在對(duì)有機(jī)涂料的干燥固化過(guò)程中，金屬最容易吸收短波紅外輻射，而有機(jī)涂料對(duì)短波紅外輻射則是透明的。因此高紅外管0.76~3μm波段能量透射空氣與涂料，直接向金屬工件加熱，涂層內(nèi)表面首先膠化固化，同時(shí)里層的水分和空氣被趕出涂層外表面。雖然金屬溫度高達(dá)400℃，但有機(jī)涂料表面并不先形成皮膜，這樣保證了加熱的有效性。
