歐姆加熱背景

　　歐姆加熱、微波加熱、脈沖電場加熱、射頻加熱等均是常見的新型體積加熱方法，其中歐姆加熱通常也稱為通電加熱、純電阻加熱等。歐姆加熱于19世紀(jì)初開始研發(fā)，后來逐漸應(yīng)用于處理液態(tài)流體食品以及罐頭的初步熱加工。隨著技術(shù)研發(fā)的深入和應(yīng)用成熟，在20世紀(jì)初，歐姆加熱技術(shù)獲得巨大發(fā)展，尤其是在法蘭克福香腸、類似食品的熱加工、罐頭食品的熱加工和牛奶的低溫殺菌工藝方面，均獲得了初步的商業(yè)化實(shí)踐和應(yīng)用。目前，全球范圍內(nèi)運(yùn)用歐姆加熱技術(shù)的設(shè)備在30套以上，主要集中在發(fā)達(dá)國家，如美國、日本和歐洲等。例如英國的C.TeehInnovation等，主要被用于生產(chǎn)常溫或冷凍冷藏流通的高品質(zhì)、高附加值食品，日本的ISUMIFoodMachinery、FrontierEngineering，主要用于生產(chǎn)含整粒水果的酸乳酪等產(chǎn)品的原材料殺菌等。雀巢公司也將歐姆加熱技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)調(diào)理食品以供應(yīng)餐飲市場。歐姆加熱技術(shù)在這些發(fā)達(dá)國家得到有效地推廣應(yīng)用，而我國目前還處于剛剛起步階段。

　　歐姆加熱原理

　　歐姆加熱的原理是將物料作為電路中一段導(dǎo)體，利用導(dǎo)電時(shí)它本身所產(chǎn)生的熱達(dá)到加熱的目的。歐姆加熱是利用食品物料的電導(dǎo)特性來加工食品的技術(shù)。其電導(dǎo)方式是離子的定向移動(dòng)，如電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)等。當(dāng)溶液溫度升高時(shí)，由于溶液的黏度降低，離子運(yùn)動(dòng)速度加快，水溶液中離子水化作用減弱，其導(dǎo)電能力增強(qiáng)。由于大多數(shù)食品含有可電離的酸和鹽，當(dāng)在食品物料的兩端施加電場時(shí)，食品物料中通過電流并使其內(nèi)部產(chǎn)生熱量。但是該方法不適用于以下兩種情況：一是當(dāng)物料不導(dǎo)電時(shí)；二是水分含量極低、干燥狀態(tài)的食品。

　　歐姆加熱技術(shù)的優(yōu)勢

　　與傳統(tǒng)加熱方式相比，歐姆加熱技術(shù)在食品應(yīng)用中的優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn)：

　　1）不需傳熱面，不存在溫度梯度，加熱均勻，加熱食品內(nèi)部溫度梯度小，顆粒直接被加熱，顆粒表面和顆粒中心、顆粒和液相溫差不大，不會(huì)造成液相過熱;

　　2）歐姆加熱是快速的體積加熱，不受物料尺寸和形狀的影響，對(duì)產(chǎn)品機(jī)械損傷小，產(chǎn)品質(zhì)量高;

　　3）溫度升高快，含顆粒的食品能以每秒種2℃的速度快速升溫，有殺菌效果，產(chǎn)品貨架壽命長;

　　4）歐姆加熱技術(shù)與其相似的微波加熱相比，能效更高，能量的轉(zhuǎn)化率可高達(dá)90%以上，熱滲透性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微波加熱，且整個(gè)過程無任何噪音，環(huán)境友好，沒有傳熱面，不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)換熱器在高溫下易結(jié)垢、結(jié)焦的現(xiàn)象；

　　5）與無菌包裝技術(shù)結(jié)合能生產(chǎn)出高附加值的食品；

　　6）最適合于對(duì)剪切力敏感的食品；

　　7）操作控制簡單，可快速啟動(dòng)和關(guān)閉，維護(hù)費(fèi)用低，動(dòng)力輸入量檢測精確，可采用前反饋控制，加工范圍廣、成本低、成本投資回收快、無污染；

　　8）可以加工25mm以下的顆粒，固形物含量可以高達(dá)80%；

　　9）對(duì)加工食品的感官品質(zhì)影響很小，對(duì)加工食品中營養(yǎng)素及活性成分的損失小，可以很好地保留食品的原有風(fēng)味以及盡可能****降低營養(yǎng)價(jià)值的損失；

　　歐姆加熱技術(shù)以其自身獨(dú)特的優(yōu)勢，在加熱高黏度、富含蛋白質(zhì)的食品方面有明顯的優(yōu)勢，在大塊冷凍食品的加熱與解凍以及在食品的無菌加工環(huán)節(jié)中均有著很大的研究空間和發(fā)展?jié)摿?。歐姆加熱有很多優(yōu)點(diǎn)，但在推廣應(yīng)用過程中也存在著一些障礙。目前該技術(shù)在研究應(yīng)用中存在的主要問題有：

　　1）在加熱速度的控制方面：由于歐姆加熱的加熱速度與食品物料的電導(dǎo)率直接相關(guān)，而物料的電導(dǎo)率又隨其溫度的升高而快速升高，特別是對(duì)于批式歐姆加熱系統(tǒng)來說，在加熱的后期，物料的加熱速度較難控制，因此，未來需要實(shí)現(xiàn)加熱速度隨著物料的電導(dǎo)率變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

　　2）對(duì)于非均質(zhì)的復(fù)雜食品物質(zhì)，各部分電阻都不同，在通電時(shí)內(nèi)部電流能否均勻分布成為影響加工品質(zhì)的關(guān)鍵。

　　歐姆加熱的食品應(yīng)用

　　歐姆加熱技術(shù)是食品加工技術(shù)的一項(xiàng)新技術(shù)?？捎糜谑称分械臍⒕⒔鈨?、燙漂，但主要用于帶顆粒食品的殺菌方面。除上述的幾方面應(yīng)用之外，也應(yīng)用于在果蔬脫皮、植物中色素等提取以及精餾等方面。此外，歐姆加熱在航空飛行期間食品及其廢棄物的熱處理方面也有應(yīng)用，也可用于在特種戰(zhàn)場食品的熱加工等方面。未來，隨著國民生活水平的提高，對(duì)高附加值的食品需求量的與日俱增，歐姆加熱技術(shù)必將得到大力發(fā)展并在食品熱加工中有廣闊的應(yīng)用前景。