条款于2020年11月24日更新。
车身部件的红外线滴水。图像信用:Aleksandr Kondratov./ Shutterstock.com
激光和红外技术用于许多行业和应用。其中一个应用是热处理过程。虽然使用了高功率激光器和红外线热处理,它们用于完全不同的行业,而激光器主要用于硬化金属材料和红外辐射用于破坏微生物并在食品加工操作中保持食物新鲜食品。欧洲杯足球竞彩尽管它们都不同,但它们在每个扇区中的“标准”热处理方法中具有明显的优势,我们将研究本文中的两个示例。
激光和金属热处理
众所周知,激光是一种高能高温热源。虽然它们的大部分用途是在各种光学应用,有一对激光器用于热处理过程。两种主要类型的激光器是二氧化碳激光器(在热处理领域已经存在了几十年)和高功率二极管激光器(在热处理过程中是一种较新的激光器)。
激光主要用来处理金属或金属合金,使金属表面变得坚硬,因此,更耐磨损和退化。在激光硬化过程中,一个清晰的激光束被用来照亮局部的金属块。来自激光的光很容易被金属吸收,这导致金属表面(局部区域)发生快速加热,但它不穿透表层以下的金属。
激光有益于这种热处理的主要原因是能够控制局部区域的照明(并且在金属上的热度),它是一种快速加工技术,精确控制渗透深度,精确地控制金属的硬化程度,以及金属本身的最小变形。这是硬化过程带来的性质,包括增加磨损和耐腐蚀性,以及增加的疲劳强度。
二氧化碳激光器
二氧化碳激光器是传统的激光热处理方法,现已成为治疗金属的标准激光方法。但它确实有一些缺点,这就是为什么新型激光热处理开始持续前。即使它们是传统的激光处理,缺点也包括激光在电磁谱的红外区域中,这意味着光不像金属一样容易地吸收(并且这通常需要吸收涂层),转换电能输入到光输出较低,并且激光束通常需要扩展,因为它对于许多处理区域来说太小而且太小。
二极管激光器
最近,二极管激光器,即由半导体部分组成的二极管激光器已经更广泛地使用,因为它们可以更好地将电输入转换为光输出。另一个原因是因为它们在电磁谱的近红外区域发光,因此照明光更有效地被金属吸收。这也否定了在用激光处理之前预涂金属的需要,这也具有在热处理过程中产生的较少化学废物的敲击效果。由于二极管激光器的功率转换效率远大,这也意味着它们使用较少的能量,并且这种与更便宜和更环保的热处理过程相关。
然而,激光器可以一次地照射的局部区域(通常)仍然小于经历热处理的总面积。但二极管激光器使用形成单个激光束的许多不同的束,这有助于均匀地将激光均匀分布在所处理的区域上。因此,在许多情况下,激光器只需要在金属部件周围移动,或者需要在处理区域上移动金属表面,以均匀地覆盖大区域。
食品工业中的红外线热处理
红外光照射是食品加工行业中使用的技术 - 特别是在水果和蔬菜等新鲜食品上,以灭活微生物,改善产品的保质期,同时使食物能够保持其营养价值。红外加工已经显示出对传统热处理方法的许多益处 - 例如漂白,脱水,冷冻脱水,解冻,焙烧,烘焙和烹饪 - 如果需要,它可以与这些传统方法一起使用与微波加热一样,已经发现提供高能量产量。
在红外线热处理中,红外波长(可变)穿透食品,并在食物的表面上转化为热量。这种类型的加热也较低,表面不规则性较低,这使得能够更均匀的加热。虽然可以使用许多红外区域中的波长,但是在远红外光谱中存在的那些被食品更容易吸收。当食物暴露于红外辐射时,该结构经历电子,振动和旋转变化,产生大量的热量。
在传统的热处理中使用红外线热处理的一些优点包括更短的工艺时间,增加的能量效率,均匀的产品温度,更高的成品产品,在过程中更高的控制,传热系数更高,使用寿命较高空间,以及更环保的过程。
食品的红外线干燥
红外线热处理也已在食物的干燥中使用。在这些场景中,红外辐射和热空气用于干燥多个高水含量食品,并且已知加热/干燥速率高于其自身使用其他传统技术。红外辅助干燥还提供更均匀的干燥过程,与更传统的方法相比,这与更高质量的干燥产品相关。
在干燥过程中,红外辐射穿透食品的表面,并且在辐射内包含的能量转移到热能中。红外辐射穿透食品的距离取决于几个因素,但特别依赖于食品的组成和结构和所用的波长。在任何情况下,当产生热能时,食品的内部温度迅速增加,并且食物速度迅速减少。另外,在连续循环中,在连续循环中冷却后,间歇辐射的间歇爆发有助于将水分从食物的核心带到表面上,这有助于快速和均匀地去除水。
由于红外线与新鲜食品的干燥涉及,有许多新鲜食品可以通过使用红外辅助干燥,包括洋葱,香蕉,苹果,菠萝,土豆,草药,辣椒,蓝莓,草莓,腰果,虾,鲭鱼,米饭,大麦等谷物食品。
除了在干燥过程中使用红外加热外,红外辅助加热也可用于冷冻干燥,解冻,烘焙,烫发,烘焙和烹饪过程,但在与干燥相同。
来源和进一步阅读
这篇文章于26日更新TH.5月,2020年
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