1、,第四章 食品的干燥與干藏,第一節(jié) 食品干藏原理 食品干藏實(shí)例回顧？植物農(nóng)產(chǎn)品 應(yīng)用范圍？ 優(yōu)缺點(diǎn)？市場(chǎng)？ 與其它方法比較！,一、食品中水分存在的形式,1自由水或游離水 2結(jié)合水或被束縛水 2.1化學(xué)結(jié)合水； 2.2物理化學(xué)結(jié)合水。 2.3機(jī)械結(jié)合水。,二、水分活度（0.7食品安全）,水分活度（0.7食品安全）表示微生物可利用的水分 游離水和結(jié)合水可用水分子的逃逸趨勢(shì)（逸度）來(lái)反映，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度（water activity） Aw。 水分逃逸的趨勢(shì)通?？梢越频赜盟恼羝麎簛?lái)表示，在低壓或室溫時(shí)，f/f0 和P/P0之差非常小（1%），故用P/P0來(lái)定義A

2、w是合理的。 定義Aw = P/P0；其中 P：食品中水的蒸汽分壓； P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）,2.1取決于水存在的量； 2.2溫度； 2.3水中溶質(zhì)的濃度； 2.4食品成分； 2.5水與非水部分結(jié)合的強(qiáng)度。 糖、鹽,2、水分活度大小的影響因素,3.1、利用平衡相對(duì)濕度的概念 3.2、數(shù)值上 Aw=相對(duì)濕度/100 但兩者的含義不同； 3.3、水分活度儀。,3、水分活度的測(cè)量,大多數(shù)情況下，食品的穩(wěn)定性（腐敗、酶解、化學(xué)反應(yīng)等）與水分活度是緊密相關(guān)的。 食品中水分含量與水分活度之間的關(guān)系。,三、水分活度對(duì)食品的影響,（1）水分活度與微生物生長(zhǎng)的關(guān)系； （2）干制對(duì)微生物

3、的影響； （3）干制對(duì)酶的影響； （4）對(duì)食品干制的基本要求。 干制的食品原料應(yīng)微生物污染少，品質(zhì)高。 應(yīng)在清潔衛(wèi)生的環(huán)境中加工處理，并防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。 干制前通常需熱處理滅酶或化學(xué)處理破壞酶活并降低微生物污染量。有時(shí)需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。,表示微生物可利用的水分,第二節(jié) 食品干制的基本原理,一、影響干制的因素 化工原理？ 干制過(guò)程就是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的傳遞，即濕熱傳遞，對(duì)這一過(guò)程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質(zhì)。 干制條件的影響因素 （1）溫度 （2）空氣流速 （3）空氣相對(duì)濕度 （4）大氣壓力和真空度,食品性質(zhì)的影響 （1）

4、表面積 水分子從食品內(nèi)部行走的距離決定了食品被干燥的快慢。小顆粒，薄片，易干燥，快。 （2）組分定向 水分在食品內(nèi)的轉(zhuǎn)移在不同方向上差別很大，這取決于食品組分的定向。 （3）細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞結(jié)構(gòu)間的水分比細(xì)胞內(nèi)的水更容易除去。,合理選用干制工藝條件,食品干制工藝條件主要由干制過(guò)程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質(zhì)的主要參變數(shù)組成。比如：以熱空氣為干燥介質(zhì)時(shí)，其溫度、相對(duì)濕度和食品的溫度時(shí)它的主要工藝條件。 最適宜的干制工藝條件為：使干制時(shí)間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質(zhì)量最高。它隨食品種類而不同。,第三節(jié)、干制對(duì)食品品質(zhì)的影響 一、干制過(guò)程中食品的主要變化 1、物理變化 （1）

5、干縮、干裂； （2）表面硬化；牛肉干 （3）多孔性； （4）熱塑性 加熱時(shí)會(huì)軟化的物料如糖漿或果漿。,2、化學(xué)變化 （1）營(yíng)養(yǎng)成分 蛋白質(zhì)； 碳水化合物； 脂肪；高溫脫水時(shí)脂肪氧化比低溫時(shí)嚴(yán)重 維生素 。,（2）色素； 色澤隨物料本身的物化性質(zhì)改變（反射、散射、吸收傳遞可見光的能力）； 天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素。 褐變：糖胺反應(yīng)(Maillard)、酶促褐變、焦糖化、其他。,（3）風(fēng)味 引起水分除去的物理力，也會(huì)引起一些揮發(fā)物質(zhì)的去處； 熱會(huì)帶來(lái)一些異味、煮熟味。 防止風(fēng)味損失方法：芳香物質(zhì)回收、低溫干燥、加包埋物質(zhì)，使風(fēng)味固定,二、干制品的復(fù)原性和復(fù)水性 干制品復(fù)水后恢復(fù)原來(lái)新鮮

6、狀態(tài)的程度是衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。 干制品的復(fù)原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性狀、質(zhì)地、顏色、風(fēng)味、結(jié)構(gòu)、成分以及可見因素（感官評(píng)定）等各個(gè)方面恢復(fù)原來(lái)新鮮狀態(tài)的程度。 干制品的復(fù)水性：新鮮食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度來(lái)表示。復(fù)水比：R復(fù)=G復(fù)/G干。,三、食品的干制方法的選擇 要求干制時(shí)間最短；費(fèi)用最低；品質(zhì)最高。 選擇方法時(shí)要考慮： 不同的物料物理狀態(tài)不同：液態(tài)、漿狀、固體、顆粒； 性質(zhì)不同：對(duì)熱敏感性、受熱損害程度、對(duì)濕熱傳遞的感受性； 最終干制品的用途； 消費(fèi)者的要求不同。,干制方法可以區(qū)分為自然和人工干燥兩大類。 自然干制：在自然環(huán)境條件

7、下干制食品的方法：曬干、風(fēng)干、陰干。 人工干制：在常壓或減壓環(huán)境重用人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品，有專用的干燥設(shè)備。常見設(shè)備有空氣對(duì)流干燥設(shè)備、噴霧干燥、真空干燥設(shè)備、冷凍干燥設(shè)備。,第四節(jié)、食品的干制方法,空氣對(duì)流干燥是最常見的食品干燥方法，這類干燥在常壓下進(jìn)行，食品也分批或連續(xù)地干制，而空氣則自然或強(qiáng)制地對(duì)流循環(huán)。 流動(dòng)的熱空氣不斷和食品密切接觸并向它提供蒸發(fā)水分所需的熱量，有時(shí)還要為載料盤或輸送帶增添補(bǔ)充加熱裝置。,一、空氣對(duì)流干燥,（1）特點(diǎn)：間歇型，小批量、設(shè)備容量小、操作費(fèi)用高。 （2）操作條件：空氣溫度94，空氣流速2-4m/s。 （3）適用對(duì)象：果蔬或價(jià)格較高的食品。作為中試

8、設(shè)備，摸索物料干制特性，為確定大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供依 。,（一）柜式干燥設(shè)備,（二）隧道式干燥設(shè)備 一些定義： 高溫低濕空氣進(jìn)入的一端熱端 低溫高濕空氣離開的一端冷端 濕物料進(jìn)入的一端濕端 干制品離開的一端干端 熱空氣氣流與物料移動(dòng)方向一致順流 熱空氣氣流與物料移動(dòng)方向相反逆流,濕端即冷端，干端即熱端。 濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，這樣不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，而中心有能保持濕潤(rùn)狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易發(fā)生干裂適合于干制水果。,（1）逆流式隧道干燥設(shè)備,干端處食品物料已接近干燥，水分蒸發(fā)已緩慢，雖然遇到的是高溫低濕空氣，但干燥仍然比

9、較緩慢，因此物料溫度容易上升到與高溫?zé)峥諝庀嘟某潭?。此時(shí)，若干物料的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過(guò)高，一般不宜超過(guò)66-77。 由于在干端處空氣條件高溫低濕，干制品的平衡水分將相應(yīng)降低，最終水分可低于5%。,（2）順流隧道式干燥 濕端即熱端， 冷端即干端。 濕物料與干熱空氣相遇，水分蒸發(fā)快，濕球溫度下降比較大，可允許使用更高一些的空氣溫度如80-90，進(jìn)一步加速水分蒸干而不至于焦化。 干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應(yīng)增加，干制品水分難以降到10%以下，因此吸濕性較強(qiáng)的食品不宜選用順流干燥方式。 順流干燥，國(guó)外報(bào)道只用于干制葡萄。,（3

10、）雙階段干燥（混流式干燥） 順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高； 逆流干燥：后期干燥能力強(qiáng)； 雙階段干燥：取長(zhǎng)補(bǔ)短。 特點(diǎn)：干燥比較均勻，生產(chǎn)能力高，品質(zhì)較好 用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯等）,特點(diǎn)：操作連續(xù)化、自動(dòng)化、生產(chǎn)能力大。 （1）多層輸送帶 特點(diǎn)：物料有翻動(dòng)；物流方向有順流和逆流； 操作連續(xù)化、自動(dòng)化、生產(chǎn)能力大、占地少。 （2）雙帶式干燥,（三）輸送帶式干燥,（四）氣流干燥 用氣流來(lái)輸送物料使粉狀或顆粒食品在熱空氣中干燥。 特點(diǎn)：干燥強(qiáng)度大，懸浮狀態(tài)，物料最大限度地與熱空氣接觸； 干燥時(shí)間短，0.55秒，并流操作； 散熱面積小，熱效高，小設(shè)備大生產(chǎn)； 適用范圍廣，物料(晶體)有

11、磨損，動(dòng)力消耗大。 適用對(duì)象：水分低于35%40%的物料。,（五）流化床干燥 使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似）。 適用對(duì)象：均勻顆?；蛘叻蹜B(tài)食品（固體飲料，造粒后二段干燥）。氣力懸浮速度一致是關(guān)鍵。 單層流化床干燥器；多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動(dòng)流化床干燥器；振動(dòng)流化床干燥器。,（八）噴霧干燥 噴霧干燥就是將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進(jìn)行脫水干燥過(guò)程。 設(shè)備主要由霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等主要部分組成。,壓力噴霧：液體在高壓下（700-1000kPa）下送入噴霧頭內(nèi)以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式經(jīng)噴嘴孔向外噴成霧

12、狀，一般這種液滴顆粒大小約100-300m，其生產(chǎn)能力和液滴大小通過(guò)食品流體的壓力來(lái)控制。 離心噴霧：液體被泵入高速旋轉(zhuǎn)的盤中（5000-20000rpm），在離心力的作用下經(jīng)圓盤周圍的孔眼外逸并被分散成霧狀液滴，大小10-500m。,（1）常用的噴霧系統(tǒng)有兩種類型,（2） 空氣加熱系統(tǒng) 蒸汽加熱；電加熱。 溫度150300，食品體系一般在200 左右。奶粉165 ,3） 干燥室 液滴和熱空氣接觸的地方，可水平也可垂直，為立式或臥式，室長(zhǎng)幾米到幾十米，液滴在霧化器出口處速度達(dá)50m/s, 滯留時(shí)間5100秒，根據(jù)空氣和液滴運(yùn)動(dòng)方向可分為順流和逆流。 干燥時(shí)的溫度變化：空氣200， 產(chǎn)品濕球溫度

13、80。并且熱空氣接觸時(shí)間短。,（4） 旋風(fēng)分離器 將空氣和粉末分離，大粒子粉末由于重力而將到干燥室底部，細(xì)粉末靠旋風(fēng)分離器來(lái)完成。,（5）噴霧干燥的特點(diǎn)：蒸發(fā)面積大；干燥過(guò)程液滴的溫度低；過(guò)程簡(jiǎn)單、操作方便、適合于連續(xù)化生產(chǎn)；耗能大、熱效低。 （6）噴霧干燥的典型產(chǎn)品：奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑。 （7）噴霧干燥的發(fā)展：與流化床干燥結(jié)合的兩階段干燥法。,三、真空干燥 基本結(jié)構(gòu)：干燥箱、真空系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、冷凝水收集裝置。 特點(diǎn)：物料呈疏松多孔狀，能速溶。有時(shí)可使被干燥物料膨化。 設(shè)備類型：間歇式真空干燥和連續(xù)式真空干燥（帶式輸送）。 適用于：水果片、顆粒、粉

14、末，如麥乳精。,四、冷凍干燥 將食品在冷凍狀態(tài)下，食品中的水變成冰，再在高真空度下，冰直接從固態(tài)變成水蒸汽（升華）而脫水，故又稱為升華干燥。 35、60Pa以下,（2）凍結(jié)方法：自凍法，預(yù)凍法 （3）冷凍干燥設(shè)備基本結(jié)構(gòu) 冷凍干燥設(shè)備組成和真空干燥設(shè)備相同，但要多一個(gè)制冷系統(tǒng),主要是將物料凍結(jié)成冰塊狀。 設(shè)備類型：間歇式冷凍干燥設(shè)備：隧道式連續(xù)式冷凍干燥設(shè)備,（4）冷凍干燥特點(diǎn)： 在-35以下凍結(jié)情況下，絕對(duì)壓力5毫米以下的真空條件下，使食品中的冰晶升華，從而達(dá)到干燥的目的。 由于在低溫下操作，能最大限度地保存食品的色香味，如蔬菜的天然色素基本保持不變，各種芳香物質(zhì)的損失可減少到最低限度。 因低溫操作，特別適合熱敏性高和極易氧化的食品干燥，能保存食品中的各種營(yíng)養(yǎng)成分。,凍干食品具有多種結(jié)構(gòu)，因此具有理想的速溶性和快速?gòu)?fù)水性。復(fù)水后的凍干食品比其他干燥方法生產(chǎn)的食品更接近于新鮮食品。 能最好地保持原物料的外觀形狀。 在低溫脫水過(guò)程中，抑制了氧化過(guò)程和微生物的生命活動(dòng)。升華過(guò)程中避免了果蔬內(nèi)部成分的遷移。 保存期長(zhǎng)，食用方便。,五、干燥方法的發(fā)展 空氣對(duì)流干燥或熱傳導(dǎo)的干燥中都存在著一個(gè)溫度梯度或傳熱界面，要使物料升高溫度，必然使物料表面受到一個(gè)過(guò)度熱量（高溫），若物料的損失和傳導(dǎo)慢，必然需要提高物料溫度（提高熱源溫度），使物料受到高溫影響而妨