紅外線是波長比紅光長的非可見光，波長為0.7μm ~80μm，俗稱紅外光。紅外線根據波長范圍不同，可分為短波紅外線（波長小於1.5μm）、中波紅外線（波長介於1.5μm和3μm之間）和長波紅外線（波長大於3μm）。自然界中的任何物體都在向外輻射紅外線，紅外線的主要作用是熱作用，紅外加熱技術就是利用這種特性而發展起來的一種新型幹燥技術。

波長的歸類（圖片來源Elstein產品手冊）

紅外加熱技術的原理

紅外加熱技術，是利用紅外輻射器（如陶瓷紅外線輻射器、盒式石英加熱器等）發出的紅外線，其被物料吸收轉變成熱能，達到加熱幹燥目的的一種幹燥方法，實質就是輻射傳熱過程。

物料吸收紅外線的輻射能後，將輻射能轉變為物料分子的轉動能量或使分子的轉動能量發生改變，加劇其內部的振動。由於電子的運動和分子的振動速度極快，因此物料間的晶格和鍵團的振動碰撞較快，伴隨著摩擦生熱。特別是紅外線的輻射頻率與物料分子的固有頻率一致時，會產生類似共振的現象，物料分子內部的運動更加劇烈，升溫更快，從而達到快速幹燥的目的。

由於紅外線有一定的穿透性，紅外輻射加熱時物料內部熱量會不斷積累，溫度不斷升高；物料外部由於水分的不斷吸熱蒸發，溫度相對降低；物料形成一個由內到外的溫度差，因此物料的熱擴散過程由內向外進行。除此之外，物料內都水分含量大於外部，水分總是由內向外擴散。因此，物料的濕擴散和熱擴散方向一致，從而加速水分的擴散，即加速物料的幹燥過程。

遠紅外加熱爐

紅外加熱技術的優點

根據傳熱機理的不同，幹燥方法可分為對流、傳導和輻射三種。目前，對流和傳導加熱是應用得比較多的，紅外加熱技術作為一種新型的輻射加熱技術，與傳統幹燥方法相比具有以下的優點。

1) 高效：紅外加熱技術的主要能量是電磁波，電磁波的傳播速度與光速相同，且不需要介質，因此傳遞速度快、介質損耗小，且熱傳導和溫度梯度濕度梯度的方向均一致，因此升溫快、幹燥速率大。

2） 節能：紅外輻射的能量與輻射溫度的4次方成正比，與傳統加熱方式相比，生產效率提高20%~30%，節電30%~50%，節省其他能源約30%。

3） 環保：紅外加熱技術的能量來源於電能，能量轉化過程無碳排放，且能量可直接被物料吸收，不會產生任何廢棄物，並且加熱設備的安全性較高，對人體傷害較小。

4） 產品質量好：物料在吸收紅外線時，其化學性質較穩定不易變性，幹燥後的產品質量好。

5） 節約成本：紅外加熱器投資少、生產場地小，不會產生其他的費用，因此生產成本較低。

6） 易於精準控制：現代化工業中使用的輻射源，如德國Elstein 陶瓷紅外線輻射器，配套適當的溫控器、溫控線路，可實現精準控溫（+/-1℃）。

紅外加熱技術在果蔬幹燥中的應用

果蔬在現代平衡膳食中占有非常重要的地位。但新鮮果蔬存在易於腐爛，有較強的季節性和區域性，不易存儲和運輸等問題。為瞭解決這些問題，幹燥是常用的有效方法之一。常見的幹燥方法有自然晾曬、陰幹和熱風幹燥，但是耗時長、效率低、衛生差、產品質量難以控制，不符合現代食品加工理念。

幹燥的果蔬（圖片來源網絡）

紅外加熱技術作為一種新型輻射加熱技術，將幹燥脫水和漂燙滅酶同時進行，具有加熱穿透能力強和物料內外同時加熱等優勢，在國內外得到廣泛使用。而且，隨著人們對產品品質要求的提高，常將紅外加熱技術與其他幹燥技術聯合使用——聯合幹燥（充分利用各自幹燥方式的特點，將2種或2種以上的幹燥方式相結合的一種混合幹燥技術），可優化幹燥過程，提高產品品質，減少幹燥時間，增加經濟效益。目前，國內外己經有紅外-熱風(IR-HA)聯合幹燥、紅外-微波(IR-MD)聯合幹燥、紅外-真空(IR-VD)聯合幹燥等。

紅外-熱風聯合幹燥

熱風幹燥能及時帶走物料表面蒸發出的水蒸汽，使物料內部水分得到擴散，紅外加熱技術能使物料內外水分同時加熱，溫度梯度和濕度梯度方向一致，從而加快物料的幹燥過程。

研究表明：該技術能顯著提高幹燥速率和復水率，降低產品的收縮率和硬度。

紅外-微波聯合幹燥

紅外線穿透力較強，用於果蔬幹燥時速度快、品質佳。微波的穿透性更強，且內外同時加熱，對於較難幹燥脫水或在後期幹燥難以失去水分的農產品較適宜。

研究表明：隨著遠紅外和微波功率的增加，材料脫水速率亦增加；遠紅外功率、微波功率和轉換點含水率對能耗率和產品感官質量有顯著影響，成品的品質較好且幹燥速率較快。

紅外-真空聯合幹燥

紅外真空幹燥最大的特點是在真空環境下進行幹燥，幹燥室的內壓大於外壓，果蔬在壓力差和濕度梯度的作用下達到快速幹燥的目的。

研究表明：整個幹燥過程可分為升速、恒速和降速3個階段，產品幹燥速率主要受輻射強度的影響。

紅外加熱技術作為一種新型的加熱技術，具有高效、節能、無污染的優點，與傳統的加熱技術相比應用范圍更廣泛。但在我國，紅外加熱技術與其他技術的聯合在果蔬幹燥中的應用仍處於起步階段，還未形成規模。因此，若要將聯合幹燥技術做到自動控制，就需建立合理的數學模型，這是以後研究的一個重點，也是難點所自在。另外，聯合幹燥技術的設備也需要不斷改進，自動化控制、安全操作、在線精確檢測將成為未來的發展方向。