تئوری انتقال حرارت تابشی بوسیله امواج مادون قرمز
توسط
کباب پز های تابشی شرکت تابش استیلا با استفاده از مکانیزم تابشی گامی موثر در صنعت پخت براشته است.در این مقاله انتقال حرارت در کباب پزهای تابشی شرکت تابش استیلا توضیح داده شده است.
انرژی زیر قرمز از جمله انرژی های منتقله بوسیله امواج الکترومغناطیسی محسوب می شود. امواج مادون قرمز به صورت موجی انتشار می یابد و به درون غذا نفوذ می کندو تبدیل به گرما می شود. میزان و دامنه حرارت ایجاد شده بوسیله تابش امواج مادون قرمز به ویژگی های سطح غذا و رنگ آن وابسته می باشد.
انرژی زیر قرمز، تابش الکترومغناطیسی از اشیای داغ است. این امواج در صورت جذب شدن در ماده در ماده انرژی خود را به صورت حرارت آزاد می کند.
سرعت انتقال حرارت تابشی امواج زیر قرمز به موارد زیر بستگی دارد:
1) دمای سطوح مواد گرما ده و گرماگیر.
2) ویژگی های سطح خارجی دو ماده.
3) شکل اجسام نشر کننده و دریافت کننده امواج.
با توجه به اینکه مواد غدائی جاذب های کامل امواج مادون قرمز به شمار نمی روند، اما کسر ثابتی از مقدار حداکثر تئوریک را نشر وجذب می کنند.برای در نظر گرفتن این مطلب از مفهوم جسم خاکستری استفاده می کنند و معادله استفان – بولتزمان به صورت زیر ارائه می گردد:
E = ε × б × T4
که در این رایطه ε ضریب نشر جسم خاکستری است و با عددی بین صفر تا یک داده می شود(جدول یک)
|
مواد |
ضریب نشر |
|
نان سوخته |
1.00 |
|
خمیر |
0.85 |
|
آب |
0.955 |
|
یخ |
0.97 |
| گوشت گاو بی چربی |
0.74 |
| چربی گاو |
0.78 |
|
کاغذ سفید |
0.9 |
| فلز یا چوب رنگ شده |
0.9 |
|
فلزات بدون جلا |
0.7 – 0.25 |
|
فلزات جلادار |
کمتر از 0.05 |
جدول یک – ضرایب نشر تقریبی مواد در فرآورش غذا
همچنین بایستی متذکر شد که ضریب نشر، به دمای جسم خاکستری و طول موج تابش نشر یافته بستگی دارد.
(E = ε × б (T1– T2(مقدار تابش جذب شده به وسیله یک خاکستری به ضریب جذب(a) موسوم و از نظر عددی با ضریب نشر مساوی است. تابش جذب نشده بازتابیده می شود که آنرا ضریب جذب باز تابش (1- a) می نامند مقدار انرژی جذب شده و لذا میزان گرمادهی، بین صفر تا جذب کامل تغییر می کند.این کمیت، به سازندگان غذا که دامنه جذب تابش در آنها متفاوت است و نیز طول موج انرژی تابیده شده بستگی دارد. طول موج تابش زیر قرمز تابع دمای منبع تابش است. در دماهای بالا، امواج کوتاهتر با نفوذ عمقی بیشتر حاصل می شود. بنابر این سرعت منتجه انتقال حرارت به غذا با تفاضل سرعت جذب و نشر برابر است.
که در این رابطه T1 دمای جسم نشرکننده و T2 درجه حرارت جسم جاذب برحسب درجه کلوین می باشد.
