——工藝原理部分食品工藝學(xué)生存人類攝取食物需要水分人類保存食物必須去除水分很多生活資料必須徹底去除水分---Mr.Yarlish第十章食品的脫水加工目錄食品干制方法

干制前的預(yù)處理干制過程中的主要變化

干制的基本原理

干燥保藏的基本原理

干制品的貯藏與復(fù)水概述脫水技術(shù)的進展脫水加工的特點和好處食品脫水加工的歷史食品干藏的概念脫水技術(shù)的進展脫水加工的特點和好處脫水加工的歷史干藏的概念第一節(jié)干燥保藏的基本原理

AW及其計算非酶褐變

酶活力微生物生長脂肪氧化

圖4.1微生物對物理滅菌的敏感性與水分活度的關(guān)系圖4.2AW與食品中各種反應(yīng)速度間的關(guān)系①－脂肪氧化作用；②－非酶褐變；③－水解反應(yīng)；④－酶活力；⑤霉菌生長；⑥－酵母生長；⑦－細(xì)菌生長各種新鮮食品和脫水干制食品的容積/m3·t-1食品種類新鮮食品脫水干制食品食品種類新鮮食品脫水干制食品水果1.42～1.560.085～0.20蛋類2.41～2.550.283～0.425蔬菜1.42～2.410.142～0.708魚類1.42～2.120.566～1.133肉類1.42～2.410.425～0.566思考題Q1Q2Q3Q4AW概念A(yù)W與微生物AW與酶反應(yīng)AW與其它反應(yīng)北方生產(chǎn)的紫菜片，運到南方，出現(xiàn)霉變，為什么？如何控制？第二節(jié)干干制制的基本本原理干制過程干制過程程的濕熱傳遞遞濕物料與與含濕氣體體物料與空空氣的濕熱平平衡影響濕熱熱傳遞的的因素濕物料與與含濕氣氣體（一）濕濕物料的的狀態(tài)與與物理性性質(zhì)1.濕濕物料的的狀態(tài)與與水分含含量2.濕物物料的水水分活性性與吸附附等溫線線3.濕物物料的熱熱物理性性質(zhì)(比比熱容、、導(dǎo)熱系系數(shù)、溫溫度傳導(dǎo)導(dǎo)系數(shù)））（二）含含濕氣體體按物料的物理化學(xué)性質(zhì)分：液態(tài)和濕固態(tài)食品物料。按濕物料的外觀狀態(tài)分：塊狀、條狀、片狀、晶體、散粒狀、粉末狀、膏糊狀、液體物料等。濕物料的的水分活活性與吸吸附等溫溫線食品水分分含量（（M）與與AW的關(guān)系（水分吸吸附等溫溫線；溫溫度與水水分吸附附等溫線線；水分分吸附等等溫線的的應(yīng)用））典型食品物料吸附等溫線馬鈴薯的等溫吸附線1-20℃2-40℃3-60℃4-80℃5-100℃

常見食品品中水分分含量與與水分活活度的關(guān)關(guān)系FoodMoisture(%)WateractivityIce1001.00Ice1000.91Ice1000.82Ice1000.62Freshmeat700.985Bread400.96Marmalade350.86Wheatflour14.50.72Raisin270.60Macaroni100.45Boiledsweets3.00.30Biscuits5.00.20Driedmilk3.50.11Potatocrisps1.50.08物料與空空氣間的的濕熱平平衡（一）吸吸附與解解吸等溫溫線p物＜p蒸吸附作用用p物＞p蒸解吸作用用p物＝p蒸動力學(xué)平平衡（二）平平衡濕度度與吸附附濕度雞肉不同溫度下的吸附與解吸等溫線——吸附等溫線……解吸等溫線影響濕熱熱傳遞的的重要因因素1.食品品物料的的組成與與結(jié)構(gòu)（1）食食品成分分在物料料中的位位置（2）溶溶質(zhì)濃度度（3）結(jié)結(jié)合水的的狀態(tài)（4）細(xì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)構(gòu)2.物料料的表面面積3.空氣氣濕度4.空氣氣溫度5.空氣氣流速6.大氣氣壓力或或真空度度7.物料料干燥溫溫度食品干制制過程的的濕熱傳傳遞（一）干干燥過程程物料水水分的變變化（二）干干制過程程特性（1）干干燥曲線線第一臨界界水分、、平衡水水分（2）干干燥速率率曲線恒率干燥燥、降率率干燥（3）食食品溫度度曲線濕球溫度度、干球球溫度干制過程程中，濕濕物料內(nèi)內(nèi)部同時時有水分分梯度和和溫度梯梯度存在在，水分分流動的的方向由由導(dǎo)濕性性和導(dǎo)濕濕溫性共共同作用用。（三）干干燥機制制干燥機制制溫度梯度度表表面面水分?jǐn)U擴散到空空氣中TT-ΔT內(nèi)部水分分轉(zhuǎn)移到到表面M-ΔMFoodH2OM水分梯度度導(dǎo)濕性：水分?jǐn)U擴散一般般總是從從高水分分處向低低水分處處擴散，，即從內(nèi)內(nèi)部不斷斷向表面面的水分分遷移現(xiàn)現(xiàn)象。導(dǎo)濕溫性性：溫度梯度度將促使使水分從從高溫向向低溫處處轉(zhuǎn)移。。1.導(dǎo)導(dǎo)濕性-1水分梯度度若用W絕表示等濕濕面濕含含量或水水分含量量（kg/kg干物質(zhì)質(zhì)），則則沿法線線方向相相距Δn的另一一等濕面面上的濕濕含量為為W絕+ΔW絕，那么物物體內(nèi)的的水分梯梯度gradW絕則為：gradW絕=lim（（ΔW絕/Δn））=W絕/nΔn0W絕——物物體內(nèi)的的濕含量量，即每每千克干干物質(zhì)內(nèi)內(nèi)的水分分含量（（千克））Δn———物料料內(nèi)等濕濕面間的的垂直距距離（米米）ΔngradW絕I圖濕度度梯度影影響下水水分的流流向W絕+ΔW絕W絕1.導(dǎo)導(dǎo)濕性-2導(dǎo)濕性引引起的水水分轉(zhuǎn)移移量可按按照下述述公式求求得：i水=-Kγ0（W絕/n））=-Kγ0W絕千克/米米2·小時其中：i水——物物料內(nèi)水水分轉(zhuǎn)移移量，單單位時間間內(nèi)單位位面積上的水分分轉(zhuǎn)移量量（kg/kg干物質(zhì)質(zhì)·米2·小時））K——導(dǎo)導(dǎo)濕系系數(shù)（米米2·小時））γ0——單單位潮濕濕物料容容積內(nèi)絕絕對干物物質(zhì)重量量（kg干干物質(zhì)/米2）W絕——物物料水分分（kg/kg干物質(zhì)質(zhì)）水分轉(zhuǎn)移移的方向向與水分分梯度的的方向相相反，所所以式中中帶負(fù)號號。注意：導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)在干燥燥過程中中并非穩(wěn)穩(wěn)定不變變的，它它隨著物物料溫度度和水分分而異。。物料水分分與導(dǎo)濕濕系數(shù)間間的關(guān)系系恒率干燥燥階段，，排除的的水分基基本上為為滲透水水分，以以液體狀狀態(tài)轉(zhuǎn)移移，導(dǎo)濕濕系數(shù)穩(wěn)穩(wěn)定不變變（DE段）；再進進一步排排除毛細(xì)細(xì)管水分分時，水水分以蒸蒸汽狀態(tài)態(tài)或以液液體狀態(tài)態(tài)轉(zhuǎn)移，，導(dǎo)濕系系數(shù)下降降（CD段）；進一一步為吸吸附水分分，基本本上以蒸蒸汽狀態(tài)態(tài)擴散轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移，先先為多分分子層水水分，后后為單分分子層水水分。導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)K（m2/h）物料水分分W絕（kg/kg絕絕干物質(zhì)質(zhì)）ACDEⅠⅡⅢ圖物料水水分和導(dǎo)導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)間的關(guān)關(guān)系Ⅰ—吸吸附水分分ⅡⅡ—毛毛細(xì)管水水分Ⅲ——滲透透水分導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)與溫度度的關(guān)系系啟示：若將導(dǎo)濕濕性小的的物料在在干制前前加以預(yù)預(yù)熱，就就能顯著著地加速速干制過過程。因此可以以將物料料在飽和和濕空氣氣中加熱熱，以免免水分蒸蒸發(fā)，同同時可以以增大導(dǎo)導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)，以加加速水分分轉(zhuǎn)移。。導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)（K××102）K×102=(T/290)14溫度（℃℃）圖硅硅酸鹽類類物質(zhì)溫溫度和導(dǎo)濕系數(shù)數(shù)的關(guān)系系2.導(dǎo)濕溫溫性導(dǎo)濕溫性是在在許多因素影影響下產(chǎn)生的的復(fù)雜現(xiàn)象。。高溫將促使液體粘粘度和它的表表面張力下降降，但將促使使蒸汽壓上升升，而且毛細(xì)細(xì)管內(nèi)水分還還將受到擠壓壓空氣擴張的的影響。結(jié)果果是毛細(xì)管內(nèi)內(nèi)水分將順著著熱流方向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移。TT+ΔTT/ni內(nèi)表面圖溫度梯度度下水分的流流向n導(dǎo)濕溫性引起起水分轉(zhuǎn)移的的流量將和溫溫度梯度成正正比。它的流量可通通過下式計算算求得：i溫=-Kγ0δ（T/n）其中：i溫——物料內(nèi)內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量量，單位時間間內(nèi)單位面積積上的水分轉(zhuǎn)移移量（kg/kg干物質(zhì)質(zhì)·米2·小時）K——導(dǎo)濕濕系數(shù)（米2·小時）γ0——單位潮潮濕物料容積積內(nèi)絕對干物物質(zhì)重量（kg干物質(zhì)質(zhì)/米2）δ——濕物料料的導(dǎo)濕溫系系數(shù)（1/℃℃，或kg/kg干物質(zhì)質(zhì)×℃）導(dǎo)濕溫系數(shù)就就是溫度梯度度為1℃/米米時物料內(nèi)部部能建立的水水分梯度，即即WTδ=-nn導(dǎo)濕溫性和導(dǎo)導(dǎo)濕性一樣，，會因物料水水分的差異（（即物料和水水分結(jié)合狀態(tài)態(tài)）而異。導(dǎo)濕溫性δ（（1/℃）OAB物料水分W（（%）ⅡⅠ以上我們講的的都是熱空氣氣為加熱介質(zhì)質(zhì)。若是采用用其它加熱方方式，則干燥燥速率曲線將將會變化。思考題Q1Q2Q3干燥機制微波干燥的干制過程特性如何從機制上控制縮短干燥時間的干燥過程第三節(jié)食品在干制過過程中的主要要變化一、物理變化化溶質(zhì)遷移干縮表面硬化多孔性熱塑性脫水干燥過程中胡蘿卜丁形態(tài)的變化二、化學(xué)變化化營養(yǎng)成分的損損害蛋白質(zhì)、碳水水化合物、脂脂肪、維生素素色素隨物料本身的的物化性質(zhì)改改變天然色素：類類胡蘿卜素、、花青素、葉葉綠素褐變風(fēng)味熱帶來一些異異味、煮熟味味防止風(fēng)味損失失方法：芳香香物質(zhì)回收、、低溫干燥、、加包埋物第五節(jié)食食品干制方法法自然干制在自然環(huán)境條條件下干制食食品的方法，，如曬干、風(fēng)風(fēng)干、陰干人工干制在常壓或減壓壓環(huán)境中，用用人工控制的的工藝條件進進行干制食品品的方法，有有專用的干燥燥設(shè)備（空氣氣對流干燥、、真空干燥、、滾筒干燥等等）食品人工干燥燥方法箱式干燥帶式干燥滾筒干燥流化床干燥冷凍干燥噴霧干燥微波干燥真空干燥一、空氣對流流干燥1最常見的食品干燥方法，常壓進行，食品分批或連續(xù)干制，空氣自然或強制對流循環(huán)。2流動的熱空氣氣不斷和食品品密切接觸并并提供蒸發(fā)水水分所需的熱熱量，有時還還為載料盤或或輸送帶增添添補充加熱裝裝置3許多食品干制時都會出現(xiàn)恒率干燥階段和降率干燥階段，干制過程重控制好空氣的干球溫度可以改善品質(zhì)。1.柜式干干燥設(shè)備特點：間歇型，小批批量、設(shè)備容容量小、操作作費用高操作條件：空氣溫度<94℃，空氣氣流速2-4m/s適用對象：果蔬或價格較較高的食品；；作為中試設(shè)設(shè)備，摸索干干制特性，確確定大規(guī)模工工業(yè)化生產(chǎn)數(shù)數(shù)據(jù)一種柜式干燥機2.隧道式式干燥設(shè)備定義隧道式干燥熱端濕端逆流冷端干端順流高溫低濕空氣進入的一端濕物料進入的一端熱空氣氣流與物料移動方向相反低溫高濕空氣離開的一端干制品離開的一端熱空氣氣流與物料移動方向一致（1）逆流式式隧道干燥（（2）順流流隧道式干燥燥

（3））雙階段干燥燥注意意逆流干燥濕物料載量不不宜過多，因因為低溫高濕濕的空氣中，，濕物料水分分蒸發(fā)慢，物物料易腐敗或或菌污染程度度過大，有腐腐敗可能。順流干燥國外報道只用用于干制葡萄萄。雙階段干燥：取長補短。。干燥比較均均勻，生產(chǎn)能能力高，品質(zhì)質(zhì)較好；用于于蘋果片、蔬蔬菜（胡蘿卜卜、洋蔥、馬馬鈴薯等）；；還有多段式式干燥設(shè)備（（3，4，5段等）3.輸送帶帶式干燥操作連續(xù)化自動化生產(chǎn)能力大4.氣流干干燥用氣流來輸送物料使使粉狀或顆粒粒食品在熱空空氣中干燥適于水分低于于35%~40%的物料，例糯米粉、、馬鈴薯顆粒粒5.流化床床干燥使顆粒食品在在干燥床上呈呈流化狀態(tài)或或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似似）。適用對象：粉態(tài)食品（（固體飲料，，造粒后二段段干燥）6.倉貯干干燥適于干制已經(jīng)用其其他干燥方法法去除大部分分水分而尚有有部分殘余水水分需要繼續(xù)續(xù)清除的未干干透的制品，，如將蔬菜半半干品水分從從10-15%降到3-6%優(yōu)點：經(jīng)濟，無熱損損害。7.泡沫干燥燥工作原理：將液態(tài)或漿質(zhì)質(zhì)態(tài)物料首先先制成穩(wěn)定的的泡沫料，然然后在常壓下下用熱空氣干干燥。造泡的方法法：機械攪拌，，加泡沫穩(wěn)穩(wěn)定劑，加加發(fā)泡劑特點：接觸面大，，干燥初期期水分蒸發(fā)發(fā)快，可選選用溫度較較低的干燥燥工藝條件件適用對象：：水果粉，易易發(fā)泡的食食品。8.噴霧霧干燥過程：將液態(tài)或漿漿質(zhì)態(tài)的食食品噴成霧霧狀液滴，，懸浮在熱熱空氣氣流流中進行脫脫水干燥目前國內(nèi)外外廣泛用于食品工業(yè)中中奶粉、奶奶油粉、乳乳清粉、蛋蛋粉、果汁汁粉、速溶溶咖啡、速速溶茶等。。噴霧干燥器器的裝置組組成：料液→料液液供送噴霧霧系統(tǒng)→液液滴↓新鮮空氣→→空氣加熱熱輸送系統(tǒng)統(tǒng)→熱空氣氣→氣液接接觸干燥系系統(tǒng)→制品品分離氣體體凈化系統(tǒng)統(tǒng)→廢氣↓干制品設(shè)備主要由霧化化系統(tǒng)、空空氣加熱系系統(tǒng)、干燥燥室、空氣氣粉末分離離系統(tǒng)、鼓鼓風(fēng)機等主主要部分組組成。決定噴霧干干燥裝置特特征的主要是料料液噴霧系系統(tǒng)中的噴噴霧器和氣氣液接觸系系統(tǒng)的干燥燥室噴霧干燥物物料與空氣氣流動方式式常用的噴霧霧系統(tǒng)壓力噴霧：：液體在高壓壓下（700-1000kPa）下送送入噴霧頭頭內(nèi)以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動方式式經(jīng)噴嘴孔孔向外噴成成霧狀，一一般這種液液滴顆粒大大小約100-300μm，，生產(chǎn)能力力和液滴大大小通過食食品流體的的壓力控制制。離心噴霧：：液體被泵入入高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤中（5000-20000rpm），在離離心力作用用下經(jīng)圓盤盤周圍的孔孔眼外逸并并被分散成成10-500μm霧狀液滴滴。壓力噴霧干干燥器D系列壓力力噴霧干燥燥器離心噴霧干干燥各種離心盤盤兩種離心盤盤GPL系列列高速離心心式噴霧干干燥機LPG-200離心心式二流體噴霧霧干燥造粒粒塔離心盤霧化化法離心噴霧與與壓力噴霧霧結(jié)構(gòu)不同，離心心噴霧不用用高壓也可可獲得很大大的速度，，溶液進入入旋轉(zhuǎn)盤獲獲得旋轉(zhuǎn)運運動，因離離心力作用用成薄膜狀狀，速度不不斷增長，，向盤邊緣緣移動而噴噴出微細(xì)的的霧滴。優(yōu)良的離心心盤要求潤濕周邊長長，使溶液液達到高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，噴霧霧均勻。離離心盤本身身結(jié)構(gòu)堅固固、質(zhì)輕、、結(jié)構(gòu)簡單單、無死角角、易拆洗洗、有較大大的生產(chǎn)率率。目前在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)上，，采用離心盤的式式樣很多。對于于光滑盤（（碟碗式、、帽式），，有較大的的潤濕周邊邊，使溶液液形成扁平平薄膜，利利于霧化，，結(jié)構(gòu)較簡簡單。缺點點是表面平平滑，溶液液在轉(zhuǎn)盤內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生較大大的滑動，，不能得到到較高噴霧霧速度。二、滾筒干干燥三、真空干干燥基本結(jié)構(gòu)：：干燥箱、真真空系統(tǒng)、、供熱系統(tǒng)統(tǒng)、冷凝水水收集特點：物料疏松多多孔狀，能能速溶。有有時可使物物料膨化。。適用于：水果片、、顆粒、粉粉末，如麥麥乳精四、冷凍干干燥冷凍干燥的的概念冷凍干燥特特點冷凍干燥的的歷史凍干過程：：預(yù)凍、主主凍干、后后凍干凍干機的組組成基本凍干方方法冷凍干燥的的概念把含有大量量水分的物物質(zhì)預(yù)先進行降降溫凍結(jié)成固體，然然后在真空條件下使水蒸汽汽直接升華華，物質(zhì)本本身剩留在在凍結(jié)時的的冰架中，，干燥后體積不變，，疏松多孔孔。凍干后的產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)冷凍干燥的的歷史它是一門古古老的現(xiàn)代代技術(shù)：誕誕生早。1811年年誕生，用于于生物體的的脫水。1813年年：真真空空低低溫溫條條件件下下，，水水容容易易汽汽化化。。1909年年：用用于于保保存存菌菌種種、、病病毒毒和和血血清清。。1911年年：凍凍干干比比其其他他方方法法干干燥燥活活菌菌數(shù)數(shù)高高。。1935年年：首首次次在在真真空空凍凍干干過過程程中中采采用用主主動動加加熱熱方方法法強強化化升升華華干干燥燥，，時時間間短短。。1940年年：凍凍干干人人血血漿漿開開始始進進入入市市場場。。1942年年：：用于于醫(yī)醫(yī)藥藥工工業(yè)業(yè)（（血血液液制制品品和和抗抗生生素素））。。1943年年：：最最原原始始的的真真空空凍凍干干燥燥食食品品設(shè)設(shè)備備出出現(xiàn)現(xiàn)在在丹丹麥麥。。凍干干過過程程冷凍凍干干燥燥過過程程包包含含三三個個步步驟驟：：預(yù)凍凍：：為升升華華過過程程準(zhǔn)準(zhǔn)備備樣樣品品，，將將產(chǎn)產(chǎn)品品凍凍到到凝凝固固點點以以下下10-20℃℃；；主凍凍干干，，冰升升華華而而不不融融化化；；后凍凍干干，，鍵和和于于固固體體物物質(zhì)質(zhì)的的殘殘留留水水分分被被除除去去，，從從而而留留下下干干燥燥樣樣品品。。凍干干機機的的組組成成按系系統(tǒng)統(tǒng)分分致冷冷系系統(tǒng)統(tǒng)、、真真空空系系統(tǒng)統(tǒng)、、加加熱熱系系統(tǒng)統(tǒng)、、和和控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)四四個個主主要要部部分分；；按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分凍干干腔腔體體、、冷冷凝凝器器或或稱稱冷冷阱阱、、壓壓縮縮機機、、真真空空泵泵和和閥閥門門、、電電氣氣控控制制元元件件等等。。如如圖圖是是凍凍干干機機組組成成示示意意圖圖。。基本本凍凍干干方方法法-1方法法A:在在冷冷阱阱中中的的有有溫溫度度控控制制的的擱擱板板上上進進行行凍凍干干（（單單腔腔））基本本凍凍干干方方法法-2方法法B：在在冷冷阱阱外外的的有有溫溫度度控控制制的的擱擱板板上上分分別別進進行行凍凍干干（（雙雙腔腔））基本本凍凍干干方方法法-3方法法C：在在多多岐岐管管中中進進行行凍凍干干（（雙雙腔腔））基本本凍凍干干方方法法-4基本本凍凍干干方方法法-5基本本凍凍干干方方法法-6基本本凍凍干干方方法法-7基本本凍凍干干方方法法-8五、、微微波波干干燥燥微波波常常用用材材料料微波波常常用用到到材材料料分分為為導(dǎo)導(dǎo)體體、、絕絕緣緣體體、、介介質(zhì)質(zhì)、、磁磁性性化化合合物物（1））導(dǎo)體體像銅銅、、銀銀、、鋁鋁等等金金屬屬能能反反射射微微波波，，微微波波系系統(tǒng)統(tǒng)中中常常用用的的傳傳輸輸裝裝置置——波波導(dǎo)導(dǎo)管管（（由由鋁鋁或或黃黃銅銅制制成成））。。（2））絕緣緣體體可以以穿穿透透并并部部分分反反射射微微波波，，吸吸收收微微波波功功能能較較小小，，微微波波系系統(tǒng)統(tǒng)中中使使用用玻玻璃璃、、陶陶瓷瓷云云母母、、聚聚四四氟氟乙乙烯烯、、聚聚丙丙烯烯等等作作絕絕緣緣體體。。（3））介質(zhì)質(zhì)介于于金金屬屬和和絕絕緣緣體體之之間間，，具具有有吸吸收收、、穿穿透透和和反反射射性