第二章食品的脫水ppt課件

1、第二章第二章 食品的脫水加工食品的脫水加工概述概述o食品的脫水加工（食品的脫水加工（dehydration）從食品中去除水分從食品中去除水分濃縮濃縮( (concentration)產(chǎn)品是液態(tài)，其中水產(chǎn)品是液態(tài)，其中水分含量較高。分含量較高。干燥干燥( (drying)產(chǎn)品是固體，最終水分含量產(chǎn)品是固體，最終水分含量低。低。概述概述o食品脫水加工的方法食品脫水加工的方法加熱使水分蒸發(fā)加熱使水分蒸發(fā)膜處理去除水分膜處理去除水分油炸、烤、炒、烘油炸、烤、炒、烘反滲透、超濾反滲透、超濾SolidHeatWaterDrying概述概述o食品脫水加工的目的食品脫水加工的目的延長貯存時間延長貯存時間更加美

2、味更加美味便于運輸和貯存便于運輸和貯存便于進(jìn)一步加工便于進(jìn)一步加工第一節(jié)第一節(jié) 食品干藏原理食品干藏原理o食品中的食品中的水分含量水分含量與與儲藏穩(wěn)定性儲藏穩(wěn)定性密切相關(guān)密切相關(guān)花生油花生油 M 0.6M 0.6 變質(zhì)變質(zhì)淀粉淀粉 M 20M 20 不易變質(zhì)不易變質(zhì)食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式o自由水（游離水）自由水（游離水）o結(jié)合水（被束縛水結(jié)合水（被束縛水 ）容易結(jié)冰，也能溶解溶質(zhì)容易結(jié)冰，也能溶解溶質(zhì)不易結(jié)冰（不易結(jié)冰（4040），不能作為溶劑），不能作為溶劑水分活度（水分活度（water activity) AW 食品中食品中水的逸度水的逸度與與純水的逸度純水的逸度之比之比

3、 f 食品中水的逸度食品中水的逸度 Aw = f0 純水的逸度純水的逸度P：食品中水的蒸汽分壓；：食品中水的蒸汽分壓；P0：純水的蒸汽壓：純水的蒸汽壓0PPAw水分活度大小的影響因素水分活度大小的影響因素取決于水存在的量；取決于水存在的量；溫度；溫度；水中溶質(zhì)的濃度；水中溶質(zhì)的濃度；食品成分；食品成分；食品中水分含量與水分活度之間的關(guān)系食品中水分含量與水分活度之間的關(guān)系水分吸附等溫線水分吸附等溫線不同食品吸附等溫曲線不同食品吸附等溫曲線不同溫度吸附等溫曲線不同溫度吸附等溫曲線？解吸：（解吸：（desorption）干燥過程干燥過程吸附：（吸附：（sorption）復(fù)水過程復(fù)水過程WHC三三 水

4、分活度與食品保藏性的關(guān)系水分活度與食品保藏性的關(guān)系（1 1）水分活度對微生物生長的影響）水分活度對微生物生長的影響微生物類別最低Aw值大多數(shù)的球菌、桿菌和某些霉菌大多數(shù)的球菌、桿菌和某些霉菌大多數(shù)酵母大多數(shù)酵母大多數(shù)霉菌、金黃色葡萄球菌大多數(shù)霉菌、金黃色葡萄球菌耐高滲透壓酵母耐高滲透壓酵母耐干霉菌耐干霉菌所有的微生物所有的微生物 0.950.910.910.870.870.800.650.610.750.650.60 三三 水分活度與食品保藏性的關(guān)系水分活度與食品保藏性的關(guān)系（1 1）水分活度對微生物生長的影響）水分活度對微生物生長的影響三三 水分活度與食品保藏性的關(guān)系水分活度與食品保藏性的關(guān)

5、系水分活度水分活度0.9左右霉菌生長最旺盛左右霉菌生長最旺盛（1 1）水分活度對微生物生長的影響）水分活度對微生物生長的影響（2 2）水分活度對酶活力的影響水分活度對酶活力的影響呈倒呈倒S S型，開始隨水分活度增大上升迅速，到型，開始隨水分活度增大上升迅速，到0.30.3左右后變左右后變得比較平緩，當(dāng)水分活度上升到得比較平緩，當(dāng)水分活度上升到0.60.6以后，隨水分活度的增以后，隨水分活度的增大而迅速提高。大而迅速提高。（3 3）水分活度對化學(xué)變化的影響水分活度對化學(xué)變化的影響o對脂肪氧化的影響（3 3）水分活度對化學(xué)變化的影響水分活度對化學(xué)變化的影響o對褐變的影響0.20.40.60.8Aw

6、 熱量傳遞熱量傳遞水分傳遞水分傳遞Food H2O一、食品的干燥機(jī)制一、食品的干燥機(jī)制1. 1. 導(dǎo)濕性導(dǎo)濕性o水分梯度使水分轉(zhuǎn)移水分梯度使水分轉(zhuǎn)移推動力推動力: :水分梯度水分梯度ngrad MIM+M M方向方向: :高高低低食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制1. 1. 導(dǎo)濕性導(dǎo)濕性i水水= -K0（M/n）= -K 0 M（千克（千克/米米2小時）小時）其中：其中： i水水 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)干物質(zhì)/ 米米2小時）小時） K 導(dǎo)濕系數(shù)（米導(dǎo)濕系數(shù)（米小時）小時） 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重

7、量單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量 （kg干物質(zhì)干物質(zhì)/米米3 ） M 物料水分（物料水分（kg/kg干物質(zhì)）干物質(zhì)）食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制導(dǎo)濕系數(shù)的影響因素導(dǎo)濕系數(shù)的影響因素導(dǎo)濕系數(shù)K（m2/h）物料水分M（kg/kg絕干物質(zhì)）ACDE 吸附水分 滲透水分毛細(xì)管水分物料水分的影響物料水分的影響食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制溫度的影響溫度的影響導(dǎo)濕系數(shù)（K102）K102=(T/290)14溫度（）導(dǎo)濕系數(shù)的影響因素導(dǎo)濕系數(shù)的影響因素食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制2. 2. 導(dǎo)濕溫性導(dǎo)濕溫性o溫度梯度促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從溫度梯度促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移處向低

8、溫處轉(zhuǎn)移。推動力推動力: :溫度梯度溫度梯度方向方向: :高高低低食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制TT+T T/ ni內(nèi)表面圖 溫度梯度下水分的流向ni溫溫= -K0（ T / n）i溫溫 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積上的水分轉(zhuǎn)移量（內(nèi)單位面積上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)干物質(zhì)/ 米米2小時）小時） K 導(dǎo)濕系數(shù)（米導(dǎo)濕系數(shù)（米小時）小時） 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量（質(zhì)重量（kg干物質(zhì)干物質(zhì)/米米3 ） 濕物料的導(dǎo)濕溫系數(shù)（濕物料的導(dǎo)濕溫系數(shù)（1/，或，或kg/kg干物質(zhì)干物質(zhì)）食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制導(dǎo)濕溫系數(shù)的影響因素導(dǎo)

9、濕溫系數(shù)的影響因素物料水分的影響物料水分的影響導(dǎo)濕溫系數(shù)（1/）OAB物料水分M（%）食品的干燥機(jī)制食品的干燥機(jī)制二、干制過程的特性二、干制過程的特性o干燥曲線干燥曲線水分含量變化曲線干燥速率曲線干制過程的特性干制過程的特性o干燥階段干燥階段干燥恒定階段（恒速期）干燥恒定階段（恒速期）干燥降速階段（降速期）干燥降速階段（降速期）干制過程的特性干制過程的特性（1）恒速期）恒速期 o干燥階段干燥階段V V1 1 V V2 2干燥推動力干燥推動力:P熱量進(jìn)入汽化的水分中，熱量進(jìn)入汽化的水分中，溫度恒定；溫度恒定； ( dw/dt )c = - Kg A ( ps-pa) 干制過程的特性干制過程的特性

10、o干燥階段干燥階段（2）降速期）降速期 V1 V2內(nèi)部質(zhì)量傳遞內(nèi)部質(zhì)量傳遞機(jī)制影響干燥速度機(jī)制影響干燥速度 ( dW/dt )f = - K ( W - We ) 影響干制的因素影響干制的因素o1.1.干制條件的影響干制條件的影響溫度溫度提高空氣溫度提高空氣溫度, ,干燥加快干燥加快空氣流速空氣流速空氣流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速空氣流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速 空氣相對濕度空氣相對濕度 大氣壓力和真空度大氣壓力和真空度 影響干制的因素影響干制的因素o食品性質(zhì)的影響食品性質(zhì)的影響 表面積表面積組分定向組分定向細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu)溶質(zhì)的類型和濃度溶質(zhì)的類型和濃度 第三節(jié)第三節(jié) 干

11、制對食品品質(zhì)的影響干制對食品品質(zhì)的影響 o物理變化物理變化 干縮、干裂干縮、干裂 表面硬化表面硬化 多孔性多孔性 熱塑性熱塑性 溶質(zhì)的遷移溶質(zhì)的遷移 第三節(jié)第三節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響干制對食品品質(zhì)的影響o化學(xué)變化化學(xué)變化 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)碳水化合物碳水化合物脂肪脂肪 維生素維生素 受熱易變性，會分解或降解受熱易變性，會分解或降解 受高溫易焦化、褐變受高溫易焦化、褐變高溫脫水時脂肪氧化高溫脫水時脂肪氧化水溶性易被破壞和損失水溶性易被破壞和損失第三節(jié)第三節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響干制對食品品質(zhì)的影響o色素色素新鮮食品顏色比較鮮艷，干燥后顏色有差別；新鮮食品顏色比較鮮艷，干燥后顏色有差別； 天然色素：天

12、然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素等易變化類胡蘿卜素、花青素、葉綠素等易變化 第三節(jié)第三節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響干制對食品品質(zhì)的影響o風(fēng)味 受熱會引起化學(xué)變化，帶來一些異味、煮熟味、硫味受熱會引起化學(xué)變化，帶來一些異味、煮熟味、硫味 干制品的復(fù)原性和復(fù)水性干制品的復(fù)原性和復(fù)水性干制品復(fù)水后恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度干制品復(fù)水后恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度 復(fù)水比：復(fù)水比：R R復(fù)復(fù)= =G G復(fù)復(fù)/ /G G干干 G G復(fù)復(fù) 干制品復(fù)水后瀝干重，干制品復(fù)水后瀝干重， G G干干 干制品試樣重干制品試樣重 復(fù)重系數(shù)：復(fù)重系數(shù)：K K復(fù)復(fù)= = G G復(fù)復(fù)/ / G G原原 G G原原 干制前相應(yīng)原料重干制

13、前相應(yīng)原料重 評價干制品品質(zhì)的指標(biāo)評價干制品品質(zhì)的指標(biāo)干制品的貯藏水分含量干制品的貯藏水分含量p干制品的耐貯藏性主要取決于干燥后的水分活度；干制品的耐貯藏性主要取決于干燥后的水分活度；p由于食品成分和性質(zhì)不同，達(dá)到貯藏要求的水分活由于食品成分和性質(zhì)不同，達(dá)到貯藏要求的水分活度時的相應(yīng)水分含量各不相同；度時的相應(yīng)水分含量各不相同； 合理選用干制工藝條件合理選用干制工藝條件 空氣溫度、相對濕度、流速、氣壓空氣溫度、相對濕度、流速、氣壓 最適宜的干制工藝條件最適宜的干制工藝條件 干制時間最短干制時間最短 熱能和電能的消耗量最低熱能和電能的消耗量最低干制品的質(zhì)量最高干制品的質(zhì)量最高 主要工藝參數(shù)主要工

14、藝參數(shù)食品的干制方法食品的干制方法 自然干制：自然干制： 人工干制：人工干制： 曬干、陰干 在自然環(huán)境條件下干制食品 人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品 對流干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備對流干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備 人工干制：人工干制：o空氣對流干燥空氣對流干燥 最常見的食品干燥方法最常見的食品干燥方法常壓下進(jìn)行常壓下進(jìn)行 柜（廂）式干燥設(shè)備柜（廂）式干燥設(shè)備 隧道式干燥設(shè)備隧道式干燥設(shè)備o基本名稱基本名稱 高溫低濕空氣進(jìn)入的一端高溫低濕空氣進(jìn)入的一端熱端熱端低溫高濕空氣離開的一端低溫高濕空氣離開的一端冷端冷端濕物料進(jìn)入的一端濕物料進(jìn)入的一端濕端濕

15、端干制品離開的一端干制品離開的一端干端干端 熱空氣氣流與物料移動方向相反熱空氣氣流與物料移動方向相反逆流逆流熱空氣氣流與物料移動方向一致熱空氣氣流與物料移動方向一致順流順流 對于熱空氣對于熱空氣 對于物料對于物料 對于設(shè)備對于設(shè)備 逆流隧道式干燥設(shè)備逆流隧道式干燥設(shè)備 物料與氣流的方向相反，濕端即冷端，干端即熱端；物料與氣流的方向相反，濕端即冷端，干端即熱端； 順流隧道式干燥設(shè)備 濕端即熱端，濕端即熱端， 冷端即干端冷端即干端 氣流干燥設(shè)備氣流干燥設(shè)備 流化床干燥器流化床干燥器o使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸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）。騰狀態(tài)（與液態(tài)相似

16、）。 Fluidised bed dryingWarm air is blown upwards directly underneath the food, causing it to flow and remain separated. This procedure is suitable for small items such as peas and coffee. 噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥設(shè)備 將液態(tài)或漿狀食將液態(tài)或漿狀食品噴成霧狀液滴，品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣懸浮在熱空氣氣流中進(jìn)行脫水干流中進(jìn)行脫水干燥過程燥過程 100m噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥設(shè)備o噴霧系統(tǒng)噴霧系統(tǒng) 壓力噴霧：壓力噴

17、霧： 液體在高壓下（液體在高壓下（700-1000kPa700-1000kPa）下）下 離心噴霧離心噴霧 高速旋轉(zhuǎn)的盤中（高速旋轉(zhuǎn)的盤中（5000-20000rpm5000-20000rpm） 氣流噴霧：氣流噴霧： 壓力為壓力為150500kPa150500kPa的壓縮空氣的壓縮空氣 LowSwirlHigh Swirl接觸干燥接觸干燥 o被干燥物與加熱面處于密切接觸狀態(tài)，蒸發(fā)被干燥物與加熱面處于密切接觸狀態(tài)，蒸發(fā)水分的能量來自承載物料的表面以傳導(dǎo)方式水分的能量來自承載物料的表面以傳導(dǎo)方式進(jìn)行干燥，又稱傳導(dǎo)干燥進(jìn)行干燥，又稱傳導(dǎo)干燥 滾筒干燥設(shè)備滾筒干燥設(shè)備 熱傳遞和質(zhì)量傳遞很快熱傳遞和質(zhì)量傳

18、遞很快熱能經(jīng)濟(jì)，干燥費用低；熱能經(jīng)濟(jì)，干燥費用低； 食品帶有煮熟或焦糊食品帶有煮熟或焦糊 真空干燥真空干燥 o氣壓愈低氣壓愈低, ,水沸點愈低水沸點愈低, ,易蒸發(fā)易蒸發(fā)o適合于不耐高溫的食品適合于不耐高溫的食品 冷凍干燥冷凍干燥 o冰會直接從固態(tài)變成水蒸汽（升華）而脫水，冰會直接從固態(tài)變成水蒸汽（升華）而脫水，是一種冷凍溫度下的真空干燥，稱冷凍升華是一種冷凍溫度下的真空干燥，稱冷凍升華干燥。干燥。 三相點：壓力三相點：壓力610Pa，溫度，溫度0 冷凍干燥設(shè)備組成示意圖冷凍干燥設(shè)備組成示意圖 Front View of Freeze DryerHeating Plate in the DryerVacuum System4200270054002#速凍庫75007500200020008000裝料車間1250011500350023500DE75007500750025009000廠長辦公室7500750012女淋女廁2500325004500風(fēng)浴男更衣室5000女換鞋35001500女更衣室2000男廁3000男換鞋6000清洗車間75007500454800M-1M-1110007500中心控制室75007500673#速凍庫4#速凍庫420075006600M-2