1、第六章第六章 食品濃縮和結(jié)晶食品濃縮和結(jié)晶第一節(jié)第一節(jié) 濃縮的目的和分類濃縮的目的和分類 第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 第三節(jié)第三節(jié) 冷凍濃縮冷凍濃縮第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶第一節(jié)第一節(jié) 濃縮的分類和目的濃縮的分類和目的l濃縮：利用物理方法從液態(tài)食品中除去水分濃縮：利用物理方法從液態(tài)食品中除去水分l的過程，也指溶液濃度提高的操作過程。包的過程，也指溶液濃度提高的操作過程。包l括平衡濃縮蒸發(fā)、冷凍濃縮和非平衡濃縮。括平衡濃縮蒸發(fā)、冷凍濃縮和非平衡濃縮。l目的：目的：l 減重減體積；提濃度、增浸透壓、降水分活減重減體積；提濃度、增浸透壓、降水分活度、延伸保質(zhì)期

2、；濃縮是結(jié)晶、枯燥的前處置手度、延伸保質(zhì)期；濃縮是結(jié)晶、枯燥的前處置手段；改善產(chǎn)質(zhì)量量等段；改善產(chǎn)質(zhì)量量等第一節(jié)第一節(jié) 濃縮分類和目的濃縮分類和目的 第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 一、蒸發(fā)濃縮的特點及分類一、蒸發(fā)濃縮的特點及分類原理原理:水溶液的蒸發(fā)，即汽化并除去蒸汽分子的水溶液的蒸發(fā)，即汽化并除去蒸汽分子的過程。過程。單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)、常壓蒸發(fā)、真空蒸發(fā)單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)、常壓蒸發(fā)、真空蒸發(fā)真空蒸發(fā)的主要特點：真空蒸發(fā)的主要特點： 降低沸點提高傳熱效率；減少對熱敏成分破降低沸點提高傳熱效率；減少對熱敏成分破壞；降低能耗；設(shè)備投資及動力損耗增大；熱壞；降低能耗；設(shè)備投資及動力損耗增大；熱量

3、耗費大。量耗費大。第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 二、蒸發(fā)濃縮過程食品物料的變化二、蒸發(fā)濃縮過程食品物料的變化一一 食品中熱敏性物質(zhì)的變化食品中熱敏性物質(zhì)的變化二二 沸點和冰點的變化沸點和冰點的變化三三 黏稠性黏稠性四結(jié)垢性四結(jié)垢性五起泡性五起泡性六結(jié)晶性六結(jié)晶性七風味構(gòu)成與揮發(fā)七風味構(gòu)成與揮發(fā) 三、蒸發(fā)器的類型及選擇三、蒸發(fā)器的類型及選擇l 組成：加熱室和分別室組成：加熱室和分別室l類型：表類型：表6-2l延續(xù)式：升膜式、降膜式、刮板式、離心薄膜延續(xù)式：升膜式、降膜式、刮板式、離心薄膜式式 l幾種蒸發(fā)器：幾種蒸發(fā)器：l特點、任務(wù)原理、優(yōu)缺陷、適用的物料特點、任

4、務(wù)原理、優(yōu)缺陷、適用的物料第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 四、蒸發(fā)濃縮過程的節(jié)能與多效蒸發(fā)四、蒸發(fā)濃縮過程的節(jié)能與多效蒸發(fā)一單效真空蒸發(fā)優(yōu)缺陷一單效真空蒸發(fā)優(yōu)缺陷二二 多效真空蒸發(fā)濃縮及其特點多效真空蒸發(fā)濃縮及其特點1. 順流加料法順流加料法 圖圖6-9 a2. 逆流加料法逆流加料法 圖圖6-9 b3. 平流加料法平流加料法 圖圖6-9 c三三 多效蒸發(fā)的溫差分配與效數(shù)多效蒸發(fā)的溫差分配與效數(shù)1. 多效蒸發(fā)的溫差分配多效蒸發(fā)的溫差分配2. 多效蒸發(fā)的效數(shù)多效蒸發(fā)的效數(shù) 表表6-4第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 四四 多效蒸發(fā)過程的節(jié)能措施多效蒸發(fā)過程的節(jié)能措施1. 蒸發(fā)器的革新蒸發(fā)器的革新 圖

5、圖6-10(扭流管的加熱管扭流管的加熱管2. 蒸汽再緊縮蒸發(fā)蒸汽再緊縮蒸發(fā)1 機械再緊縮蒸發(fā)機械再緊縮蒸發(fā) 圖圖6-112 蒸汽放射再緊縮法蒸汽放射再緊縮法 圖圖6-123 熱泵循環(huán)再緊縮法熱泵循環(huán)再緊縮法 3. 利用蒸發(fā)器的余熱預(yù)熱物料或用于其它加熱目的利用蒸發(fā)器的余熱預(yù)熱物料或用于其它加熱目的 圖圖6-13第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 五、蒸發(fā)濃縮過程香味的維護與回收五、蒸發(fā)濃縮過程香味的維護與回收1采用低溫蒸發(fā)濃縮設(shè)備，減少香味成分的揮發(fā)采用低溫蒸發(fā)濃縮設(shè)備，減少香味成分的揮發(fā) 停留時間約停留時間約20分鐘分鐘 2 采用短時蒸發(fā)濃縮設(shè)備采用短時蒸發(fā)濃縮設(shè)備 停留停留3-8分鐘分鐘3 蒸

6、餾法回收蒸餾法回收 圖圖6-144漿液濃縮工藝漿液濃縮工藝 第二節(jié)第二節(jié) 蒸發(fā)濃縮蒸發(fā)濃縮 第三節(jié)第三節(jié) 冷凍濃縮冷凍濃縮 是利用冰和水溶液之間的固液相平衡原理的濃縮方法。是利用冰和水溶液之間的固液相平衡原理的濃縮方法。適用于熱敏性食品物料濃縮。適用于熱敏性食品物料濃縮。冷凍濃縮的缺陷：冷凍濃縮的缺陷： 1 濃縮過程微生物和酶活性得不到抑制濃縮過程微生物和酶活性得不到抑制 2冷凍濃縮最終濃度有限制冷凍濃縮最終濃度有限制 3 有溶質(zhì)損失有溶質(zhì)損失 4本錢高本錢高第三節(jié)第三節(jié) 冷凍濃縮冷凍濃縮 一一 冷凍濃縮過程中的固液相平衡冷凍濃縮過程中的固液相平衡 圖圖4-2二冷凍濃縮過程中溶液的冰點二冷凍濃

7、縮過程中溶液的冰點 圖圖6-15三冷凍濃縮過程中的冰結(jié)晶量和濃縮液量三冷凍濃縮過程中的冰結(jié)晶量和濃縮液量 圖圖4-2、式、式6-9杠桿法那么杠桿法那么四四 冷凍濃縮過程中的溶質(zhì)夾帶和溶質(zhì)脫除冷凍濃縮過程中的溶質(zhì)夾帶和溶質(zhì)脫除五五 濃縮終點濃縮終點第三節(jié)第三節(jié) 冷凍濃縮冷凍濃縮 一一 、冷凍濃縮的根本原理、冷凍濃縮的根本原理 二、冷凍濃縮的過程與控制二、冷凍濃縮的過程與控制一一 冰晶生成及控制冰晶生成及控制 影響冰晶大小的要素影響冰晶大小的要素 1. 冰晶體生成速率冰晶體生成速率 2. 冰晶生成的方式冰晶生成的方式 1 層狀凍結(jié)層狀凍結(jié) 特點特點 2 懸浮凍結(jié)懸浮凍結(jié) 特點特點二二 冰晶與濃縮液

8、的分別冰晶與濃縮液的分別 原理原理 影響要素影響要素 方法方法三三 冰晶的洗滌冰晶的洗滌 圖圖6-16第三節(jié)第三節(jié) 冷凍濃縮冷凍濃縮 三、三、 運用于食品工業(yè)的冷凍濃縮系統(tǒng)運用于食品工業(yè)的冷凍濃縮系統(tǒng)一 單級冷凍濃縮安裝系統(tǒng) 圖6-17二 多級冷凍濃縮安裝 圖6-18第三節(jié)第三節(jié) 冷凍濃縮冷凍濃縮 第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 一、一、 膜濃縮的種類及操作原理膜濃縮的種類及操作原理一一 反浸透反浸透 原理：以壓力差為推進力原理：以壓力差為推進力 圖圖6-19二二 超濾超濾 原理：以壓力差為推進力原理：以壓力差為推進力 圖圖6-20三三 電滲析電滲析 原理原理 ：以電位差為推進力：以電位差為推進力

9、 圖圖6-21第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 二、二、 膜資料的種類膜資料的種類 1. 纖維素膜纖維素膜 2. 聚亞酰胺膜聚亞酰胺膜 3. 聚砜系膜聚砜系膜 第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 三、三、 膜濃縮在食品中的運用膜濃縮在食品中的運用一果汁的濃縮：一果汁的濃縮： 反浸透用于果汁預(yù)濃縮，超濾用于果汁廓清反浸透用于果汁預(yù)濃縮，超濾用于果汁廓清 圖圖6-23二蔗糖液的濃縮二蔗糖液的濃縮 二級反浸透二級反浸透 圖圖6-24三干酪制造過程中脫脂乳的濃縮三干酪制造過程中脫脂乳的濃縮 圖圖6-25四從大豆乳清廢液中提取大豆蛋白質(zhì)四從大豆乳清廢液中提取大豆蛋白質(zhì) 圖圖6-26五電滲析濃縮法制鹽五電滲析濃縮法制鹽

10、 圖圖6-27第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 四、四、 影響膜濃縮的要素影響膜濃縮的要素一一 影響反浸透濃縮和超濾濃縮的要素影響反浸透濃縮和超濾濃縮的要素 1. 膜資料的種類和性能膜資料的種類和性能 2. 溶質(zhì)的特性溶質(zhì)的特性 3. 溶液的性質(zhì)溶液的性質(zhì) 4. 操作條件操作條件 1 操作壓力操作壓力 2 操作溫度操作溫度 第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 3 操作時間操作時間4 濃差極化濃差極化5. 膜的維護膜的維護 1 膜的壓實膜的壓實2 膜的降解膜的降解 3 膜的結(jié)垢膜的結(jié)垢第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 二影響電滲析操作的要素二影響電滲析操作的要素1. 膜的極化膜的極化2. 電解質(zhì)的濃差分散電解質(zhì)的濃

11、差分散3. 水的浸透水的浸透4. 壓差滲漏壓差滲漏5. 膜的污染和中毒膜的污染和中毒第四節(jié)第四節(jié) 膜濃縮膜濃縮 第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 一、結(jié)晶的根本原理一、結(jié)晶的根本原理一一 晶體的特性晶體的特性1. 晶體的構(gòu)造和外形晶體的構(gòu)造和外形2. 晶體的性質(zhì)晶體的性質(zhì) 1自范性自范性 2各向異性各向異性 3均勻性均勻性 第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 二二 溶解度和溶液中的相平衡溶解度和溶液中的相平衡1. 物質(zhì)的溶解度特征物質(zhì)的溶解度特征2. 過飽和度過飽和度Supersaturation與結(jié)晶的關(guān)系與結(jié)晶的關(guān)系第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 三三 晶核的構(gòu)成晶核的構(gòu)成1. 構(gòu)成

12、晶核的方法構(gòu)成晶核的方法起晶方法：起晶方法：1 自然起晶法自然起晶法 2 刺激起晶法刺激起晶法 3 晶種起晶法晶種起晶法第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 2. 晶核的構(gòu)成速率及影響要素 1 晶核的構(gòu)成速率Nucleation rate j dN/dQ KnCmmax 2 影響晶核構(gòu)成的要素 第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 四四 晶體的生長晶體的生長1. 晶體的生長速率晶體的生長速率2. 影響晶體生長的要素影響晶體生長的要素1 過飽和度過飽和度2 溫度溫度3 粘度粘度4 雜質(zhì)雜質(zhì)5 其它要素其它要素第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 二、食品工業(yè)常用的結(jié)晶方法與結(jié)晶設(shè)備二、食品工業(yè)常用的結(jié)晶方法與結(jié)晶設(shè)備一一 食品工業(yè)常用的結(jié)晶方法與結(jié)晶設(shè)備食品工業(yè)常用的結(jié)晶方法與結(jié)晶設(shè)備1. 冷卻法結(jié)晶冷卻法結(jié)晶2. 蒸發(fā)法結(jié)晶蒸發(fā)法結(jié)晶3. 真空結(jié)晶法真空結(jié)晶法二二 結(jié)晶器的選擇結(jié)晶器的選擇第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食品的結(jié)晶 三、三、 食品結(jié)晶過程及質(zhì)量控制食品結(jié)晶過程及質(zhì)量控制一一 結(jié)晶過程的工藝設(shè)計結(jié)晶過程的工藝設(shè)計 1. 物料衡算：式物料衡算：式6-26等等 2. 熱量衡算：式熱量衡算：式6-30等等 3. 結(jié)晶時間：式結(jié)晶時間：式6-36等等第五節(jié)第五節(jié) 食品的結(jié)晶食