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世紀初開始研發(fā)，后來逐漸應用于處理液態(tài)流體食品以及罐頭的初步熱加工。隨著技術研發(fā)的深入和應用成熟，在20世紀初，歐姆加熱技術獲得巨大發(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)化實踐和應用。目前，全球范圍內(nèi)運用歐姆加熱技術的設備在30套以上，主要集中在發(fā)達國家，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應用于生產(chǎn)調(diào)理食品以供應餐飲市場。歐姆加熱技術在這些發(fā)達國家得到有效地推廣應用，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體，利用導電時它本身所產(chǎn)生的熱達到加熱的目的。歐姆加熱是利用食品物料的電導特性來加工食品的技術。其電導方式是離子的定向移動，如電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)等。當溶液溫度升高時，由于溶液的黏度降低，離子運動速度加快，水溶液中離子水化作用減弱，其導電能力增強。由于大多數(shù)食品含有可電離的酸和鹽，當在食品物料的兩端施加電場時，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：一是當物料不導電時；二是水分含量極低、干燥狀態(tài)的食品。

　　歐姆加熱技術的優(yōu)勢

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

　　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，對產(chǎn)品機械損傷小，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）歐姆加熱技術與其相似的微波加熱相比，能效更高，能量的轉化率可高達90%以上，熱滲透性也遠遠高于微波加熱，且整個過程無任何噪音，環(huán)境友好，沒有傳熱面，不會產(chǎn)生傳統(tǒng)換熱器在高溫下易結垢、結焦的現(xiàn)象；

　　5）與無菌包裝技術結合能生產(chǎn)出高附加值的食品；

　　6）最適合于對剪切力敏感的食品；

　　7）操作控制簡單，可快速啟動和關閉，維護費用低，動力輸入量檢測精確，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80%；

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

　　歐姆加熱技術以其自身獨特的優(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ΑW姆加熱有很多優(yōu)點，但在推廣應用過程中也存在著一些障礙。目前該技術在研究應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率直接相關，而物料的電導率又隨其溫度的升高而快速升高，特別是對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，未來需要實現(xiàn)加熱速度隨著物料的電導率變化實現(xiàn)自動控制。

　　2）對于非均質(zhì)的復雜食品物質(zhì)，各部分電阻都不同，在通電時內(nèi)部電流能否均勻分布成為影響加工品質(zhì)的關鍵。

　　歐姆加熱的食品應用

　　歐姆加熱技術是食品加工技術的一項新技術。可用于食品中的殺菌、解凍、燙漂，但主要用于帶顆粒食品的殺菌方面。除上述的幾方面應用之外，也應用于在果蔬脫皮、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，對高附加值的食品需求量的與日俱增，歐姆加熱技術必將得到大力發(fā)展并在食品熱加工中有廣闊的應用前景。