食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥

1、食品加工與保藏原理第四章 食品的干燥 食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥內(nèi)容提要 食品干燥的基本原理 食品在干燥過程中發(fā)生的變化 食品的干燥方法與技術(shù) 干燥產(chǎn)品的包裝與貯藏食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥干燥的目的 延長(zhǎng)貯藏期 - 經(jīng)干燥的食品，其水分活性較低，有利于在室溫條件下長(zhǎng)期保藏，以延長(zhǎng)食品的市場(chǎng)供給，平衡產(chǎn)銷高峰; 用于某些食品加工過程以改善加工品質(zhì) - 如大豆、花生米經(jīng)過適當(dāng)干燥脫水，有利于脫殼(去外衣)，便于后加工，提高制品品質(zhì)；促使尚未完全成熟的原料在干燥過程進(jìn)一步成熟; 便于商品流通 - 干制食品重量減輕、容積縮小，可以顯著地節(jié)省包裝、儲(chǔ)藏和運(yùn)輸費(fèi)用，并且便于攜帶和儲(chǔ)運(yùn);

2、干制食品常常是救急、救災(zāi)和戰(zhàn)備用的重要物質(zhì)。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥食品干燥過程控制 達(dá)到一定的水分要求 保持或改善食品品質(zhì) 控制條件和方法以獲得最低能耗食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥第一節(jié) 食品干燥的基本原理 一、食品濕物料與含濕氣體 濕物料的狀態(tài)與物理性質(zhì) 含濕氣體 二、物料與空氣之間的濕熱平衡 吸附與解吸等溫線 平衡濕度與吸附濕度 干燥過程物料水分的變化 三、干燥過程的濕熱傳遞 食品干燥過程的特性 干燥過程濕物料的濕熱傳遞 影響濕熱傳遞的主要因素食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥食品干燥的基本原理濕物料的狀態(tài) 按濕物料的外觀狀態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì)則可分為兩大類： a. 濕固態(tài)食

3、品物料 塊狀物料，如馬鈴薯、切塊胡蘿卜等； 條狀物料，如刀豆、馬鈴薯?xiàng)l、香腸等； 片狀物料，如葉菜、肉片、蔥蒜頭片、餅干等； 晶體物料，如葡萄糖、味精、檸檬酸、砂糖等； 散粒狀物料，如谷物、油料種籽等； 粉末狀物料，如淀粉、面粉、乳粉、豆乳粉等 b. 液態(tài)食品物料 膏糊狀物料，如麥乳精漿料、冰淇淋混料等 液體物料，如各種抽提液、懸浮液、乳濁液和膠體溶液等食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥食品干燥的基本原理食品的干燥過程 將能量傳遞給食品(傳熱過程) 促使食品物料中水分向表面轉(zhuǎn)移并排放到物料周圍 的外部環(huán)境中，完成脫水干制的基本過程(傳質(zhì)過 程) 濕熱的轉(zhuǎn)移是食品干燥原理的核心問題食品加工與保藏

4、原理曾慶孝食品的干燥三、干燥過程的濕熱傳遞 (一)食品干燥過程的特性 (二)干燥過程濕物料的濕熱傳遞 1、物料給濕過程 2、物料導(dǎo)濕過程或內(nèi)部水分的擴(kuò)散過程食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥影響濕熱傳遞的主要因素 (一)食品物料的組成與結(jié)構(gòu) (1)食品成分在物料中的位置 (2)溶質(zhì)濃度 (3)結(jié)合水的狀態(tài) (4)細(xì)胞結(jié)構(gòu) (二)物料的表面積 (三)空氣的濕度 (四)空氣溫度 (五)空氣流速 (六)大氣壓力或真空度 (七)物料干燥溫度食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥第二節(jié) 食品在干燥過程發(fā)生的變化一、食品發(fā)生的物理變化有: 1、干縮和干裂 2、表面硬化 3、多孔性形成二、食品發(fā)生的化學(xué)變化：

5、1、營(yíng)養(yǎng)成分的變化 2、食品顏色的變化 3、食品風(fēng)味的變化食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥脫水干燥對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)成分的影響每單位重量干制食品中蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的含量大于新鮮食品高溫長(zhǎng)時(shí)間的脫水干燥導(dǎo)致糖分損耗 高溫加熱碳水化合物含量較高的食品極易焦化； 緩慢曬干過程中初期的呼吸作用也會(huì)導(dǎo)致糖分分解; 還原糖還會(huì)和氨基酸反應(yīng)而產(chǎn)生褐變。高溫脫水時(shí)脂肪氧化就比低溫時(shí)嚴(yán)重得多。干燥過程會(huì)造成維生素?fù)p失食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥脫水干燥對(duì)食品顏色的影響 新鮮食品的色澤一般都比較鮮艷。干燥會(huì)改變其物理和化學(xué)性質(zhì)，使食品反射、散射、吸收和傳遞可見光的能力發(fā)生變化，從而改變了食品的色澤。如 （

6、1）濕熱條件下葉綠素將失去一部分鎂原子而轉(zhuǎn)化成脫鎂葉綠素，呈橄欖綠，不再呈草綠色。 （2）類胡蘿卜素、花青素也會(huì)因干燥處理有所破壞。 （3）硫處理會(huì)促使花青素褪色，應(yīng)加以重視。 酶或非酶褐變反應(yīng)是促使干燥品褐變的原因。為此干燥前需進(jìn)行酶鈍化處理以防止變色食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥干燥時(shí)食品風(fēng)味的變化食品失去揮發(fā)性風(fēng)味成分。如： 牛乳失去極微量的低級(jí)脂肪酸，特別是硫化甲基，雖然它的含量實(shí)際上僅億分之一，但其制品卻已失去鮮乳風(fēng)味。一般處理牛乳時(shí)所用的溫度即使不高，蛋白質(zhì)仍然會(huì)分解并有揮發(fā)硫放出。解決的有效辦法是: 從干燥設(shè)備中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便盡可能保存它的原有

7、風(fēng)味。 可從其它來(lái)源取得香精或風(fēng)味制劑再補(bǔ)充到干制品中，或干燥前在某些液態(tài)食品中添加樹膠和其它包埋物質(zhì)。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥第三 節(jié) 食品 的 干 燥 方 法食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥1. 了解食品干燥常用方法的基本原理與特點(diǎn)。2. 不同干燥方法常用設(shè)備及其特點(diǎn)是什么？3. 不同干燥方法應(yīng)用于食品干燥的工藝條件控制。4. 如何選擇食品干燥方法與設(shè)備？本節(jié)學(xué)習(xí)要求食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥1、按干燥設(shè)備的特征來(lái)分類： （1）自然干燥方法（曬干與風(fēng)干等）； （2）人工干燥方法（如箱式干燥、窯房式干燥、隧道式干燥、輸送式干燥、輸送帶式干燥、滾筒干燥、流化床干燥、噴霧干燥

8、、冷凍干燥等）。2、按干燥的連續(xù)性分為：（1）間歇（批次）干燥； （2）連續(xù)干燥。3、以干燥時(shí)空氣的壓力來(lái)分類： （1）常壓干燥； （2）真空干燥。4、以干燥過程向物料供能熱的方法來(lái)分類： （1）對(duì)流干燥； （2）傳導(dǎo)干燥；（3）能量場(chǎng)作用下的干燥及組合干燥法。干燥設(shè)備的分類食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥干燥器類型 用于干燥的食物 空氣對(duì)流干燥 窯式（烘房式） 塊片狀 箱式、托盤或片盤式 塊片狀、漿料、液態(tài) 隧道式 塊片狀 連續(xù)運(yùn)輸帶式 漿料、液狀 槽型輸送帶式 塊片狀 空氣提升式 小塊片狀、顆粒狀 流化床式 小塊片狀、顆粒狀 噴霧式 液態(tài)、漿狀轉(zhuǎn)筒干燥 氣壓式（常壓式） 漿狀、液態(tài) 真空

9、 漿狀、液態(tài)真空干燥 真空架式 塊片狀、漿狀、液態(tài) 真空帶式 漿狀、液態(tài) 冷凍干燥器 塊片狀、常用于液狀和固狀食物的干燥型式食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 曬干是指利用太陽(yáng)光的輻射能進(jìn)行干燥的過程。 風(fēng)干是指利用濕物料的平衡水蒸氣壓與空氣中的水蒸氣壓差進(jìn)行脫水干燥的過程。 曬干過程常包含風(fēng)干的作用，是常見的自然干燥干燥方法 曬干、風(fēng)干 方法可用于固態(tài)食品物料（如果、蔬、魚、肉等）的干燥，尤其適于以濕潤(rùn)水分為主的物料（如糧谷類等）干燥，炎熱干燥和通風(fēng)良好的氣候環(huán)境條件最適宜于曬干。一、曬干及風(fēng)干食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 空氣對(duì)流干燥是最常見的食品干燥方法。 A, 熱空氣是熱的載體，

10、也是濕氣的載體。而空氣則有自然或強(qiáng)制對(duì)流循環(huán)，在不同條件下環(huán)繞濕物料進(jìn)行干燥。熱空氣的流動(dòng)靠風(fēng)扇，鼓風(fēng)機(jī)和折流板加以控制，空氣的量和速度會(huì)影響干燥速率?？諝獾募訜峥梢杂弥苯踊蜷g接加熱法： 直接加熱空氣靠空氣直接與火焰或燃燒氣體接觸； 間接加熱靠空氣與熱表面接觸加熱。 B, 空氣對(duì)流干燥一般在常壓下進(jìn)行，有間歇式（分批）和連續(xù)式。 C, 被干燥的 濕物料可以是固體、膏狀物料及液體。二、空氣對(duì)流干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 箱式干燥是一種比較簡(jiǎn)單的間歇式干燥方法 箱式干燥設(shè)備單機(jī)生產(chǎn)能力不大，工藝條件易控制。按氣體與物料流動(dòng)方式分為： A, 平行流箱式干燥 B, 穿流箱式干燥 C, 真空

11、箱式干燥 (一)箱式干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 A, 隧道式干燥使用的設(shè)備實(shí)際上是箱式干燥設(shè)備的擴(kuò)大加長(zhǎng)，其長(zhǎng)度可達(dá)1015m，可容納515輛裝滿料盤的小車。 B, 可連續(xù)或半連續(xù)操作。 C, 隧道干燥設(shè)備容積較大，小車在內(nèi)部可停留較長(zhǎng)時(shí)間，適于處理量大，干燥時(shí)間長(zhǎng)的物料干燥。 D, 干燥介質(zhì)多采用熱空氣，隧道內(nèi)也可以進(jìn)行中間加熱或廢氣循環(huán)，氣流速度一般23 ms1。 E, 根據(jù)物料與氣流接觸的形式常有逆流式、順流式和混流式(二) 隧道式干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 A, 輸送帶式干燥裝置中除載料系統(tǒng)由輸送帶取代裝有料盤的小車外，其余部分基本上和隧道式干燥設(shè)備相同。 B,

12、 濕物料堆積在鋼絲網(wǎng)或多孔板制成的水平循環(huán)輸送帶上進(jìn)行的移動(dòng)通風(fēng)干燥（故也稱穿流帶式干燥），物料不受振動(dòng)或沖擊，破碎少。 C, 適于膏狀物料和固體物料干燥。 D,在干燥過程，采用復(fù)合式或多層帶式可使物料松動(dòng)或翻轉(zhuǎn)，有利于增加空氣與物料的接觸面，加速干燥速率。 E, 可減輕裝卸物料的勞動(dòng)強(qiáng)度和費(fèi)用，便于連續(xù)化、自動(dòng)化，適于生產(chǎn)量大的單一產(chǎn)品干燥，以取代原來(lái)采用的隧道式干燥。 F, 按輸送帶的層數(shù)多少可分為單層帶型、復(fù)合型、多層帶型；按空氣通過輸送帶的方向可分為向下通風(fēng)型、向上通風(fēng)型和復(fù)合通風(fēng)型輸送帶干燥設(shè)備。（三）輸送帶式干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 噴霧干燥是采用霧化器將料液（可以是

13、溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏糊液）分散為霧滴，并用熱空氣干燥霧滴而完成的干燥過程。 噴霧干燥方法常用于各種乳粉、大豆蛋白粉、蛋粉等粉體食品的生產(chǎn)，是粉體食品生產(chǎn)最重要的方法。 噴霧干燥系統(tǒng)有不同的組成與性能。（四） 噴霧干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 氣流干燥就是將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進(jìn)行干燥的方法。氣流干燥也屬流態(tài)化干燥技術(shù)之一，具有如下特點(diǎn)A, 顆粒在氣流中高度分散，由于熱空氣與濕物料直接接觸，使氣固相間的傳熱傳質(zhì)的表面積大大增加，強(qiáng)化了傳熱與傳質(zhì)過程，因此干燥時(shí)間短（0.52 s）。B, 氣固相間的并流操作，可使用高溫干燥介質(zhì)（濕淀粉干燥可使用400熱空氣

14、），使高溫低濕空氣與濕含量大的物料接觸，整個(gè)干燥過程物料溫度也不高。C, 干燥設(shè)備體積小，熱能利用，如使用400以上高溫氣體為介質(zhì)，1kg絕干空氣可干燥除濕0.10.15kg，干燥器的熱效率可達(dá)6075D, 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，處理量大。E, 適應(yīng)性廣，可用于塊狀、膏糊狀及泥狀物料。對(duì)散粒狀物料，最大粒徑可達(dá)10mm。(五）氣流干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 流化床干燥也稱沸騰床干燥,是另一種氣流干燥法。與氣流干燥設(shè)備最大不同的是流化床干燥物料由多孔板承托。 流化床干燥用于干態(tài)顆粒食品物料干燥，不適于易粘結(jié)或結(jié)塊的物料。 流化床干燥的特點(diǎn)：A. 物料顆粒與熱空氣在湍流噴射狀態(tài)下進(jìn)

15、行充分的混合和分散，氣固相間的傳熱傳質(zhì)系數(shù)及相應(yīng)的表面積均較大，熱效率較高，可達(dá)6080。B. 由于氣固相間激烈的混合和分散以及兩者間快速地給熱，使物料床溫度均勻、易控制，顆粒大小均勻。C. 物料在床層內(nèi)的停留時(shí)間可任意調(diào)節(jié)，故對(duì)難干燥或要求干燥產(chǎn)品含水量低的過程比較適用。D. 設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，維修方便。 （六）流化床干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 噴動(dòng)床又稱噴泉床，是一種比較新的技術(shù)。 噴動(dòng)床技術(shù)可用于干燥、造粒、冷卻、混合、粉碎以及反應(yīng)等過程。 噴動(dòng)床干燥器可用于干燥18mm的大顆粒物料，如小麥、豆類、玉米等農(nóng)產(chǎn)品，此類大顆粒物料若應(yīng)用流化床，則需很高流化速度而不經(jīng)濟(jì)。噴動(dòng)

16、流化床又可用于干燥4080目或更細(xì)一些的粉體物料 常用的噴動(dòng)床干燥器有單級(jí)及多級(jí)型式。按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有分布板式及無(wú)分布板式噴動(dòng)床干燥器。 （七）噴動(dòng)床干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 * 傳導(dǎo)干燥是指濕物料貼在加熱表面上（爐底、鐵板、滾筒及圓柱體等）進(jìn)行的干燥，熱的傳遞取決于溫度梯度的存在。 * 傳導(dǎo)干燥和傳導(dǎo)對(duì)流聯(lián)合干燥常結(jié)合在一起使用 * 這種干燥特點(diǎn)是干燥強(qiáng)度大，相應(yīng)能量利用率較高 * 為了加速熱的傳遞及濕氣的遷移，傳導(dǎo)干燥過程都盡量使物料處于運(yùn)動(dòng)（翻動(dòng)）狀態(tài)，因此有各種不同的干燥設(shè)備。如轉(zhuǎn)筒干燥，滾筒干燥，真空干燥，冷凍干燥等三、傳導(dǎo)干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 回轉(zhuǎn)干燥

17、又稱轉(zhuǎn)筒干燥，是由稍作傾斜而轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)筒所構(gòu)成 A, 回轉(zhuǎn)干燥處理量大，運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性高，多用于含水分比較少的顆粒狀物料干燥。 B, 加熱介質(zhì)可以是熱氣流與物料直接接觸方式（類似對(duì)流干燥），也可以是由蒸汽等熱源來(lái)加熱圓筒壁。 C, 它適于粘附性低的粉粒狀物料，小片物料等堆積密度較小的物料干燥。 D, 回轉(zhuǎn)干燥設(shè)備占地大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗材多，投資也大，目前不少逐漸由沸騰床（流化床）等所取代。 (一) 回轉(zhuǎn)干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 滾筒干燥是將物料在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)和不斷加熱（用蒸汽加熱）的滾筒表面上形成薄膜，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)（一周）過程便完成干燥過程。 A, 滾筒干燥可用于液態(tài)、漿狀或泥漿狀食品物料的干

18、燥；但不適于熱塑性食品物料（如果汁類）干燥。 B, 滾筒干燥常用蒸汽作為加熱源，對(duì)于一般的物料，每m2物料接觸面上的平均干燥速度為1020 kghr1。 C, 經(jīng)過滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周的干燥物料，其干物質(zhì)可從330增加到9098，干燥時(shí)間僅需2秒到幾分鐘 D, 根據(jù)進(jìn)料的方式，滾筒干燥設(shè)備有浸泡進(jìn)料、滾筒進(jìn)料和頂部進(jìn)料；根據(jù)干燥壓力有真空及常壓滾筒干燥；也有單滾筒、雙滾筒式或裝滾筒等干燥設(shè)備。 （二）滾筒干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 真空干燥是指在低氣壓條件下進(jìn)行的干燥。 A, 真空干燥常在較低溫度下進(jìn)行，因此有利于減少熱對(duì)熱敏性成分的破壞和熱物理化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，制品有優(yōu)良品質(zhì)，但真空干燥成

19、本常較高。 B, 采用真空干燥設(shè)備一般可制成不同膨化度的干制品。 C, 真空干燥過程食品物料的溫度和干燥速度取決于真空度，物料狀態(tài)及受熱程度。 D, 干燥過程熱量常靠傳導(dǎo)或輻射向食品傳遞，也有用熱氣體或微波作為熱源。 （三）真空干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 冷凍干燥又稱升華干燥，是指干燥時(shí)物料的水分直接由冰晶體蒸發(fā)成水蒸氣的干燥過程。 冷凍干燥是目前食品干燥方法中干燥過程物料溫度最低的干燥，用于果蔬、蛋類、速溶咖啡和茶、低脂肉類及制品、香料及有生物活性的食品物料干燥。 冷凍干燥時(shí)，被干燥的物料首先要進(jìn)行預(yù)凍（凍結(jié)），然后在高真空狀態(tài)下進(jìn)行升華干燥. （四） 冷凍干燥食品加工與保藏原理

20、曾慶孝食品的干燥 能量場(chǎng)作用下的干燥指電磁場(chǎng)和聲波場(chǎng)中的干燥作用。 濕物料中的水分對(duì)不同能量場(chǎng)中的能量有特殊的吸收作用，可促進(jìn)物料中水分汽化，提高干燥速率。 在能量場(chǎng)中能量的傳輸依然有對(duì)流與傳導(dǎo)、輻射，但也有其特殊的形式和要求。四、能量場(chǎng)作用下的干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 電磁場(chǎng)中的干燥主要是利用電磁輻射能作為干燥能源的干燥。 電磁輻射具有粒子波的雙層性質(zhì)，以電磁波形式傳播，不同波長(zhǎng)（頻率）的電磁波都具有一定的能級(jí)和對(duì)食品材料的吸收穿性。 常用于食品干燥的電磁波有紅外線、遠(yuǎn)紅外線和微波（一）電磁場(chǎng)中的干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 聲波場(chǎng)干燥也稱超聲波（指頻率20106 K

21、Hz的電磁波）干燥 聲波場(chǎng)作用于濕物料，可使物料溫度有所提高，并可強(qiáng)化傳質(zhì)過程，使物料干燥速率提高。 不同介質(zhì)對(duì)超聲波的吸收不同，各種介質(zhì)的最大吸收聲波頻率也有差異，超聲波在輻射介質(zhì)中的吸收，會(huì)放出一定熱量，使介質(zhì)溫度相應(yīng)提高。 用聲波來(lái)干燥食品常結(jié)合其它干燥方法，利用熱空氣和強(qiáng)大的低頻聲波在干燥室內(nèi)與濕物料接觸，幾秒內(nèi)即可達(dá)到干燥要求，其干燥速率比常規(guī)噴霧干燥、轉(zhuǎn)鼓干燥和真空干燥的速率高310倍，節(jié)約燃料50。 適于熱敏性和易吸濕性或含脂肪量高的食品物料的干燥。（二）聲波場(chǎng)中的干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 （1）結(jié)合各種干燥方法的組合干燥裝置 即利用兩種不同的干燥設(shè)備組合起來(lái)，先利

22、用第一干燥器使物料的含水量降至一定值后，再經(jīng)第二干燥器，使物料水分及其它指標(biāo)達(dá)到產(chǎn)品要求，以提高設(shè)備生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，如噴霧干燥方法中速溶奶粉生產(chǎn)的二段法生產(chǎn)工藝。 （2）結(jié)合各種熱過程的聯(lián)合干燥裝置 就是把干燥、脫水、冷卻等過程組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的目的外，還可以合理地利用能源，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化。 （3）結(jié)合其它過程的聯(lián)合干燥裝置 干燥器附帶攪拌機(jī)和粉碎機(jī)的聯(lián)合裝置，可大大改善干燥物料流的流體力學(xué)狀態(tài)，有利于破碎結(jié)塊和消除粘壁現(xiàn)象，提高干燥速率。組合干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 A, 它具有投資少、管理粗放、生產(chǎn)費(fèi)用低，能在產(chǎn)地就地進(jìn)行干燥 B, 自然干燥還能促使尚未完全成

23、熟的原料在干燥過程進(jìn)一步成熟。 C, 自然干燥緩慢，干燥時(shí)間長(zhǎng)。曬干時(shí)間隨食品物料種類和氣候條件而異，一般23天，長(zhǎng)則10多天，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。 D, 干燥最終水分受到限制，常會(huì)受到氣候條件的影響和限制。如在陰雨季節(jié)就無(wú)法曬干，而難以制成品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，甚至還會(huì)造成原料的腐敗變質(zhì)。 E, 自然干燥還需有大面積的曬場(chǎng)和大量勞動(dòng)力，生產(chǎn)效率低，又容易遭受灰塵、雜質(zhì)、昆蟲等污染和鳥類、嚙齒動(dòng)物等的侵襲，制品的衛(wèi)生安全性較難保證。 F, 科學(xué)利用太陽(yáng)能，充分利用天然能源。自然干燥的特點(diǎn)食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥曬干及風(fēng)干要求 A, 食品曬干有采用懸掛架式，或用竹、木片制成的曬盤、曬席盛裝干燥。物

24、料不宜直接鋪在場(chǎng)地上曬干，以保證食品衛(wèi)生要求 B, 曬干場(chǎng)地宜選在向陽(yáng)，光照時(shí)間長(zhǎng)，通風(fēng)位置并遠(yuǎn)離家畜廄棚、垃圾堆和養(yǎng)蜂場(chǎng)，場(chǎng)地便于排水，防止灰塵及其它廢物的污染。 C, 為了加速并保證食品均勻干燥，曬干時(shí)注意控制物料層厚度。不宜過厚，并注意定期翻動(dòng)物料。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥料液霧化的方法（1）氣流式噴霧 它是采用壓縮空氣（或蒸汽）以很高的速度（300 ms1）從噴嘴噴出，利用氣液兩相間的速度差所產(chǎn)生的摩擦力，將料液分裂為霧滴，故也稱為雙流體噴霧。（2）壓力噴霧 采用高壓泵（0.170.34 MPa）將料液加壓，高壓料液通過噴嘴時(shí)，壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能而高速噴出分散的霧滴。（3）離心

25、噴霧 料液在高速轉(zhuǎn)盤500020000 r min1或圓周速度為90150 ms1中受離心力作用從盤的邊緣甩出而霧化食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥(1), 噴霧干燥是非常細(xì)小的霧滴與熱空氣接觸，具有極大的表面積，有利于傳熱傳質(zhì)過程，因此物料干燥時(shí)間短（幾秒至30秒）；(2), 干燥溫度較低，適于熱敏性物料的干燥；(3),可生產(chǎn)粉末狀、空心球狀或疏松團(tuán)粒狀，且具有較高的速溶性產(chǎn)品；(4),容易通過改變操作條件以調(diào)節(jié)控制產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，如粒度分布、最終濕含量等；(5), 干燥流程簡(jiǎn)化，操作在密閉狀態(tài)下進(jìn)行，有利于保持食品衛(wèi)生、減少污染；(6), 所需設(shè)備較龐大，空氣消耗量大、熱利用率低，動(dòng)力消

26、耗也較大，因此，噴霧干燥總的設(shè)備投資費(fèi)用較高噴霧干燥特點(diǎn)食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥噴霧干燥系統(tǒng)一級(jí)噴霧干燥系統(tǒng)： 主要有開放式閉式循環(huán)、半閉式循環(huán)和自惰式循環(huán)四種型式； 二級(jí)噴霧干燥系統(tǒng)，又稱直通速溶系統(tǒng)；流化床噴霧造粒系統(tǒng)食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥A, 間歇式真空干燥 擱板式真空干燥設(shè)備是最常用的間歇式真空干燥設(shè)備，也稱為箱式真空干燥設(shè)備。常用于各種果蔬制品（如液體、漿狀、粉末、散粒、塊片等）的干燥，也用于麥乳精、豆乳精等產(chǎn)品的發(fā)泡干燥. B, 連續(xù)式真空干燥 連續(xù)式真空干燥是真空條件下的帶式干燥。 真空干燥設(shè)備的分類食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 A, 冷凍干燥在真空度

27、較高，物料溫度低的狀態(tài)下干燥，可避免物料中成分的熱破壞和氧化作用，較高保留食品的色、香、味及維生素C； B, 干燥過程對(duì)物料物理結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)破壞極小，能較好保持原有體積及形態(tài)，制品容易復(fù)水恢復(fù)原有性質(zhì)與狀態(tài)； C, 冷凍干燥的設(shè)備投資及操作費(fèi)用較高，生產(chǎn)成本較高，為常規(guī)干燥方法的25倍。冷凍干燥的特點(diǎn)食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 物料的凍結(jié)有兩種方法，即自凍法和預(yù)凍法。 自凍法 : 是利用物料表面水分蒸發(fā)時(shí)從它本身吸收汽化潛熱，使物料溫度下降，直至它達(dá)到凍結(jié)點(diǎn)時(shí)物料水分自行凍結(jié)的方法。 該法水分蒸發(fā)降溫過程容易出現(xiàn)物料變形或發(fā)泡等現(xiàn)象，因此要合理控制真空室的真空度，對(duì)外觀形態(tài)要求較高的

28、食品物料，干燥會(huì)受到限制。 此法的優(yōu)點(diǎn)是可以降低脫水干燥所需的總能耗。 預(yù)凍法: 是干燥前用常規(guī)的凍結(jié)方法，如高速冷空氣循環(huán)法、低溫鹽水浸漬法、低溫金屬板接觸法、液氮、液態(tài)二氧化碳等載冷劑噴淋或浸漬法將物料預(yù)先凍結(jié)。此法適于蔬菜類等物料凍結(jié)。 物料的凍結(jié)方法食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥冷凍速度對(duì)干燥速度的影響 A, 凍結(jié)速度影響干制品的多孔性。凍結(jié)速度愈快，物料內(nèi)形成的冰晶體愈微小，其孔隙愈小，干燥速度愈慢。 B, 冷凍速度還會(huì)影響物料的彈性和持水性。30經(jīng)15 min 凍結(jié)的蘆筍和在15溫度中凍結(jié)的相比，前者具有較好的彈性和持水性。 C, 緩慢凍結(jié)時(shí)形成顆粒較大的冰晶體，會(huì)破壞干制品的

29、質(zhì)地并引起細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)（如魚肉）變性。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 冷凍干燥的干燥過程包括兩個(gè)不同的步驟：升華和解吸，它可以在同一干燥室中進(jìn)行，也可在不同干燥室進(jìn)行。 升華 升華也稱初步干燥，是冷凍干燥的主體部分。升華溫度與壓力有密切聯(lián)系，凍結(jié)物料中的水分在真空條件下要達(dá)到純粹的、強(qiáng)烈的升華, 要注意三個(gè)主要條件：即干燥室絕對(duì)壓力，熱量供給和物料溫度 解吸 當(dāng)冰晶體全部升華后，第一干燥階段即完成。但此時(shí)的物料仍有5以上沒有凍結(jié)而被物料牢牢吸附著的水，必須用比初期干燥較高的溫度和較低的絕對(duì)壓力，才能促使這些水分轉(zhuǎn)移，使產(chǎn)品的含水量降至能在室溫下長(zhǎng)期儲(chǔ)藏的水平，這就需二次干燥。影響二次干燥

30、的速度及時(shí)間的因素與升華過程相同，即溫度和絕對(duì)壓力。冷凍干燥的干燥過程食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 在真空室內(nèi)的絕對(duì)壓力（總壓力）應(yīng)保持低于物料內(nèi)冰晶體的飽和水蒸氣壓，保證物料內(nèi)的水蒸氣向外擴(kuò)散。 凍結(jié)物料溫度的最低極限不能低于冰晶體的飽和水蒸氣（等于真空室內(nèi)的壓力）相平衡的溫度。 如真空室內(nèi)絕對(duì)壓力為0.04 kpa (0.3 mmHg)，物料內(nèi)冰晶體的飽和水蒸氣壓和它平衡時(shí)相應(yīng)的溫度為30，因此凍結(jié)物料的溫度必然高于30。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在預(yù)先確定物料溫度的條件下，最適宜絕對(duì)壓力可以定在冰上飽和蒸汽壓力的三分之一。如含糖量高的水果需0.033 kpa (0.25 mmHg) 的絕對(duì)壓力，

31、而洋蔥卻需0.170.20 kpa 。絕對(duì)壓力影響食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 熱量的提供可來(lái)自不同的系統(tǒng)，應(yīng)用較多的是 接觸式冷凍干燥設(shè)備。加熱板一般用蒸汽或其它熱介質(zhì)通入板內(nèi)加熱，加熱板的溫度應(yīng)以物料所能忍受的溫度為限，一般為3866 升華干燥時(shí)物料形態(tài)固定不變，水分子外逸后留下的是孔隙，形成海綿狀多孔性結(jié)構(gòu)。它具有良好的絕熱性，不利于熱量的傳遞。此時(shí)，若能利用輻射熱、紅外線、微波等能直接穿透干燥層到后移的冰層界面上，就能加速熱量傳遞，有效增加總的干燥速率。 增大加熱板和物料間距離并提高加熱板溫度，熱量就能以輻射方式傳給物料。熱量供給控制食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥A, 過度加

32、熱會(huì)引起物料溫度升高，當(dāng)料溫超過冰晶開始融化溫度時(shí)，溶液自由沸騰： 使溶液中揮發(fā)性的芳香物質(zhì)損失增加； 容易引起泡沫或充氣膨脹； 液相沸騰的蒸汽氣流帶走一些顆粒而造成損失。 B, 但有些食品物料能承受有限度的夾層融化，溫度升高對(duì)增加干燥速度是有利的，通常可以在開始融化溫度t im和允許融化溫度t am兩個(gè)限度之間畫出一條工作帶。 C, 食品物料的t im值在2151之間（對(duì)于果汁甚至可達(dá)7080），而允許融化的溫度t am在1032之間溫度控制食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 紅外（紅外線是指波長(zhǎng)0.721000 m的電磁波）及遠(yuǎn)紅外干燥也稱熱輻射干燥。是由紅外線（包括遠(yuǎn)紅外線）發(fā)生器提供的

33、輻射能進(jìn)行的干燥。遠(yuǎn)紅外線干燥的特點(diǎn)： A, 熱源材料選用熱輻射率接近黑體的物質(zhì)，故熱輻射效率高。 B, 遠(yuǎn)紅外線輻射熱在空氣中傳播，不存在傳熱界面，故傳播熱損失小，傳熱效率高，被輻射物料表面熱強(qiáng)度大于對(duì)流干燥強(qiáng)度3070倍以上。 C, 多數(shù)食品濕物料等有機(jī)物，在遠(yuǎn)紅外區(qū)具有更多的吸收帶，因此遠(yuǎn)紅外線比一般紅外線有更好的干燥速率。 D, 遠(yuǎn)紅外線的光子能量級(jí)比紫外線、可見光線都要小，因此一般只會(huì)產(chǎn)生熱效果，而不會(huì)引起物質(zhì)的變化，可減少熱對(duì)食品材料的破壞作用，而廣泛用于食品干燥。遠(yuǎn)紅外線干燥的特點(diǎn)食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥 微波也是一種電磁波，其加熱是利用電介質(zhì)加熱原理。 由于微波在食品

34、材料中的穿透性、吸收性，使食品電介質(zhì)吸收微波能在內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱能，因此微波加熱速度快，微波干燥有較高的干燥速率。 對(duì)比較復(fù)雜形狀的物料有均勻的加熱性，且容易控制。 不同含水分食品物料在微波場(chǎng)中，對(duì)微波吸收性不同，含水分高的物料有較高的吸收性，因此微波干燥有利于保持制品水分含量一致，還具有干燥食品水分的調(diào)平作用。 微波不僅用于常規(guī)干燥，也用于真空干燥、冷凍干燥、對(duì)流干燥等場(chǎng)所作為熱源使用。 工業(yè)微波干燥設(shè)備采用的頻率有915 MHz和2450MHz。微波干燥食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥干燥方法的選擇原則 1， 根據(jù)被干燥食品物料的性質(zhì)，如物料的狀態(tài)以及它的分散性、粘附性能、濕態(tài)與干態(tài)的熱敏性

35、（軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)、分解溫度、升華溫度、著火點(diǎn)等）、粘性、表面張力、含濕量、物料與水分的結(jié)合狀態(tài)等以及其在干燥過程的主要變化。 2， 干燥制品的品質(zhì)要求（熱敏感成分的保護(hù)要求，風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)程度等）。 3， 干燥成本（設(shè)備投資，能耗及干燥過程的物耗與勞力消耗等）。 綜合上述條件，選擇最佳的干燥工藝條件，及在耗熱、耗能量最少情況下獲得最好的產(chǎn)品質(zhì)量，即達(dá)到經(jīng)濟(jì)性與優(yōu)良食品品質(zhì)。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥第四節(jié) 干燥產(chǎn)品的包裝與儲(chǔ)運(yùn)一、水分活性與食品品質(zhì)和穩(wěn)定性的關(guān)系（一）aw與微生物活動(dòng) (二）aw與食品中發(fā)生的化學(xué)變性作用的關(guān)系（三）aw與食品質(zhì)構(gòu)二、中濕食品三、干燥品的包裝與儲(chǔ)運(yùn)要求食品

36、加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥（一）aw與微生物活動(dòng) 水分活性可以影響微生物的芽孢發(fā)芽時(shí)間(或滯后期)、生長(zhǎng)速率、產(chǎn)毒素、細(xì)胞大小及死亡率。 1、aw與微生物生長(zhǎng) 2、微生物生長(zhǎng)與產(chǎn)毒素的最低aw 3、食品干藏過程微生物的活動(dòng)控制食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥aw與微生物活動(dòng) 1、各種微生物生長(zhǎng)水分活性范圍及其相對(duì)應(yīng)的有關(guān)食品多數(shù)細(xì)菌在aw值低于0.91時(shí)不能生長(zhǎng)，而嗜鹽菌則在aw低于0.75才被抑制生長(zhǎng)；霉菌耐旱性優(yōu)于細(xì)菌，多數(shù)霉菌在aw值低于0.8時(shí)停止生長(zhǎng)，但也曾報(bào)道過一些耐旱霉菌，在aw 值0.65下還會(huì)生長(zhǎng)。一般認(rèn)為0.700.75是其最低aw限值；除耐滲酵母外，多數(shù)酵母在aw低

37、于0.65時(shí)生長(zhǎng)被限制。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥aw與微生物活動(dòng)2、微生物生長(zhǎng)與產(chǎn)毒素的最低aw通過控制致病性微生物的生長(zhǎng)aw，即可控制其毒素的生成。致病性微生物，通常產(chǎn)毒素aw高于生長(zhǎng)aw。只有水分活性下降到0.75，任何致病菌都無(wú)法生長(zhǎng)及產(chǎn)霉素，食品的腐敗變質(zhì)才得以顯著減慢，甚至能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變質(zhì)。若將水分活性降低到0.65，能生長(zhǎng)的微生物已為數(shù)極少，因而食品貯藏期可長(zhǎng)達(dá)1.52年。3、環(huán)境因素會(huì)影響微生物生長(zhǎng)所需的aw值 如營(yíng)養(yǎng)成分、PH、氧氣分壓、二氧化碳濃度、溫度和抑制物等愈不利于生長(zhǎng)，微生物生長(zhǎng)的最低aw值愈高，反之也然。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥aw與微生

38、物活動(dòng)食品干藏過程微生物的活動(dòng)取決于：食品中微生物的品種和數(shù)量；僅靠干燥過程并不能將微生物全部殺死，干燥完畢后，微生物就處于完全(半)抑制狀態(tài)(常也稱為休眠狀態(tài))。干燥制品并非無(wú)菌，遇到溫暖潮濕氣候，也會(huì)腐敗變質(zhì)。食品干燥前微生物數(shù)量的控制。某些食品物料若污染有病原菌，或?qū)е氯梭w疾病的寄生蟲如豬肉旋毛蟲存在時(shí)，則應(yīng)在干燥前設(shè)法將其殺死。食品的水分活性；食品的包裝；食品的干藏條件(如溫度、濕度)。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥(二）aw 與食品化學(xué)變性作用的關(guān)系1、aw對(duì)酶反應(yīng)的影響2、aw對(duì)非酶褐變的影響3、脂肪氧化等變質(zhì)反應(yīng)4、aw對(duì)維生素營(yíng)養(yǎng)成分的影響食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥

39、aw與食品中發(fā)生的化學(xué)變性作用的關(guān)系（1) aw對(duì)酶反應(yīng)的影響酶反應(yīng)速率隨水分活性增加而增加 面粉水分從8.8%增加到15.1%時(shí)，脂肪酶活力提高到5倍。對(duì)脂肪酶活力的抑制，水分活性應(yīng)控制在0.170.20。影響食品中酶穩(wěn)定性的因素有水分、溫度、pH、離子強(qiáng)度、食品構(gòu)成成分、貯藏時(shí)間及酶抑制劑或激活劑等。水分活性(或水分含量)只是影響其穩(wěn)定性條件之一。控制干制品中酶的活動(dòng)，有效的辦法是干燥前對(duì)物料進(jìn)行濕熱或化學(xué)鈍化處理，使物料中的酶失去活性。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥aw與食品中發(fā)生的化學(xué)變性作用的關(guān)系（2）aw對(duì)非酶褐變的影響還原糖和氨基酸(蛋白質(zhì))在合適的條件下發(fā)生反應(yīng)(梅拉德反應(yīng)

40、)。模擬研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸氮的最大損失發(fā)生在平衡水分活性0.650.70，高于或低于此值氨基酸損失都較小肉與魚產(chǎn)品發(fā)生的褐變反應(yīng)除變色外，肉制品的褐變還會(huì)產(chǎn)生苦味和燒焦味。氨基酸與蛋白質(zhì)參與反應(yīng)的結(jié)果會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)成分的損失食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥aw與食品中發(fā)生的化學(xué)變性作用的關(guān)系（3）脂肪氧化等變質(zhì)反應(yīng)水分對(duì)食品氧化酸敗的影響與其它微生物活動(dòng)，非酶褐變，酶反應(yīng)和組織變化明顯不同脂類的氧化產(chǎn)生臭味，脂肪酸降解和某些維生素破壞。脂肪氧化問題?？刻砑涌寡趸瘎﹣?lái)減緩。食品加工與保藏原理曾慶孝食品的干燥aw與食品中發(fā)生的化學(xué)變性作用的關(guān)系（4）aw對(duì)維生素營(yíng)養(yǎng)成分的影響在低aw下，抗壞血酸比較穩(wěn)定，隨著食品中水分增加，抗壞血酸降解迅速增快