第一章--食品的干制與濃縮課件

1、第二篇 食品技術(shù)原理第一章 食品的干制干制的基本特性干制原理干制方法影響干制的因素干制工藝條件的合理選擇干制對(duì)食品品質(zhì)的影響一、干制的基本特性物料類型：片狀或細(xì)小液滴狀食品水分減少機(jī)制：擴(kuò)散、對(duì)流操作方式：批量，固體食品商業(yè)化規(guī)模的非穩(wěn)態(tài)操作，液體食品連續(xù)操作下干燥成粉末產(chǎn)品特性：水分含量10%，固體或粉末二、干制原理 將食品中的水分活度（Aw）降到一定程度，使食品能在一定的保質(zhì)期內(nèi)不受微生物作用而腐敗，同時(shí)能維持一定的質(zhì)構(gòu)不變化，即控制生化反應(yīng)及其它反應(yīng)。Aw值反映了水分與食品結(jié)合的強(qiáng)弱及被微生物利用的有效性。各種微生物的生長(zhǎng)發(fā)育有其最適的Aw值，一般而言細(xì)菌生長(zhǎng)的Aw下限為0.94，酵母菌

2、為0.88，霉菌為0.8。 Aw值降至0.7以下，除嗜鹽菌耐干燥霉菌等特殊菌群外，大多數(shù)微生物不能生長(zhǎng)發(fā)育。水分活度（Aw）：食品在密閉容器內(nèi)測(cè)得的蒸汽壓(p)與同溫下測(cè)得的純水蒸汽壓(p0)之比。Aw值的范圍在01之間。 溫度梯度 表面水分?jǐn)U散到空氣中 T 蒸汽壓差 Food H2O內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面 M 水分梯度A-B 熱力平衡D-E 水分平衡C-D降率干燥階段：水分從表面跑向干燥空氣中的速率快于水分補(bǔ)充到表面的速率。 B-C恒率干燥階段：水分從食品內(nèi)部遷移到表面的速率大于或等于水分從表面跑向干燥空氣的速率，可以維持表面水分含量恒定。 三、干制方法自然干制：在自然環(huán)境條件下干制食品的方法，

3、如曬干、風(fēng)干、陰干等。人工干制：在常壓或減壓環(huán)境中用人工控制的工藝條件干制食品，如流化床干燥、噴霧干燥等，需專用的干燥設(shè)備。根據(jù)為干燥提供能量的加熱介質(zhì)的類型分為：直接接觸干燥機(jī)，熱空氣提供干燥作用；間接接觸干燥機(jī)，熱傳遞通過次生機(jī)制；紅外或高頻干燥機(jī)，由輻射能量提供熱量；冷凍干燥，水分通過低壓固氣過渡態(tài)（升華）而除去。NEXT旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)盤式干燥機(jī) 直接接觸干燥機(jī)多層輸送帶式干燥機(jī)直接接觸干燥機(jī)流化床干燥直接接觸干燥機(jī)噴霧干燥 通過壓力或離心力將液態(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)行脫水干燥的過程。霧化系統(tǒng)干燥室噴霧干燥機(jī)直接接觸干燥機(jī)泡沫干燥工作原理：將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)物料首先

4、制成穩(wěn)定的泡沫料，然后在常壓下用熱空氣干燥。造泡的方法有機(jī)械攪拌，加發(fā)泡劑等。特點(diǎn)：接觸面大，干燥初期水分蒸發(fā)快，可選用溫度較低的干燥工藝條件。適用對(duì)象：水果，易發(fā)泡的食品。直接接觸干燥機(jī)滾筒干燥 將液體食品在滾筒表面涂成一層薄膜，干燥時(shí)，熱量從滾筒的內(nèi)部傳向干燥機(jī)周圍的空氣，由于通過金屬滾筒的熱量傳遞和水從薄膜中出來的質(zhì)量傳遞通常都非?？?，產(chǎn)品在滾筒上滯留的時(shí)間在3060s，干燥發(fā)生迅速。間接接觸干燥機(jī) 干燥產(chǎn)品通常與高溫(超過100)接觸，易發(fā)生褐變、焦糖化反應(yīng)以及蛋白質(zhì)的降解。 適用對(duì)象：漿狀、泥狀、液態(tài)，受熱影響不大的食品，如麥片、米粉等。遠(yuǎn)紅外干燥 紅外線是一種電磁波，當(dāng)它通過放射方

5、式輻射到物體時(shí)，被物體吸收的輻射能傳遞給物體內(nèi)的原子、分子等粒子，使這些粒子發(fā)生不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，引起物體的升溫作用，稱為遠(yuǎn)紅外線的一次效應(yīng)，也稱為增溫效應(yīng)。微波干燥 微波輻射引起食品內(nèi)部快速加熱，可增加干燥速率。紅外或高頻干燥機(jī)-由輻射能量提供熱量真空冷凍干燥 在一定的真空條件下，將凍結(jié)了的制品中的游離水不經(jīng)過冰的融化，直接從固態(tài)冰升華為水蒸汽而使物料干燥的工藝稱為冷凍干燥（Freeze-drying），簡(jiǎn)稱凍干。冷凍干燥1-冷凍干燥室；2-低溫冷凝器；3-真空泵；4-制冷壓縮機(jī)；5-水冷卻器；6-熱交換器；7、8、12、13、14-閥門；9-板溫指示；10-冷凝器內(nèi)溫度指示；11-真空計(jì)；15-

6、膨脹閥四、影響干制的因素1.干制條件的影響（干燥介質(zhì)為空氣）干燥條件 干燥恒率階段 干燥降率階段空氣溫度上升干燥速率增加干燥速率增加空氣流速上升干燥速率增加無變化相對(duì)濕度下降干燥速率增加無變化真空度上升干燥速率增加無變化2.食品性質(zhì)的影響 表面積 組成分子定向 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 溶質(zhì)的類型和濃度五、干制工藝條件的合理選擇恒率干燥階段，為加速水分蒸發(fā)，在保證食品表面水分蒸發(fā)速率不超過食品內(nèi)部水分?jǐn)U散速率的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。 降率干燥階段，應(yīng)設(shè)法降低食品表面水分蒸發(fā)速率，使它能和逐步降低了的食品內(nèi)部水分?jǐn)U散速率保持一致，以免食品表面過度受熱，導(dǎo)致引起不良后果。 干燥末期，干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度應(yīng)

7、根據(jù)預(yù)期干制品水分加以選用。六、干制對(duì)食品品質(zhì)的影響物理變化：干縮、表面硬化、多孔性化學(xué)變化：營(yíng)養(yǎng)成分、色澤、風(fēng)味干制品的復(fù)原性：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)原來新鮮狀態(tài)的程度，一般用干制品吸水增重的程度來表示。思考題干燥的機(jī)制是什么？如果要縮短干燥時(shí)間，該如何從機(jī)制上控制干燥過程？干制條件主要有哪些？他們?nèi)绾斡绊憹駸醾鬟f過程的？（如果要加快干燥速率，該如何調(diào)控干制條件？）影響干燥速率的食品性質(zhì)有哪些？他們?nèi)绾斡绊懜稍锼俾剩康诙?食品的濃縮濃縮的基本特性濃縮方式及原理一、濃縮的基本特性物料類型：液體食品水分減少機(jī)制

8、：流體內(nèi)部以分子、漩渦狀傳遞水分，流體表面到外部周圍以對(duì)流傳質(zhì)操作方式：商業(yè)上使用連續(xù)、穩(wěn)定態(tài)操作產(chǎn)品特性：水分含量2030%，產(chǎn)品仍具有流動(dòng)性二、濃縮方式及原理蒸發(fā)膜濃縮冷凍濃縮1.蒸發(fā)技術(shù)分離動(dòng)力分離原理產(chǎn) 物蒸發(fā)熱揮發(fā)度的不同液體和蒸汽蒸餾熱揮發(fā)度的不同液體和蒸汽閃蒸壓力減小揮發(fā)度的不同液體和蒸汽短管蒸發(fā)器 長(zhǎng)管垂直升膜式蒸發(fā)器 長(zhǎng)管垂直降膜式蒸發(fā)器 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 刮板薄膜蒸發(fā)器 板式蒸發(fā)器 單效蒸發(fā)器 多（雙）效蒸發(fā)器 蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)一效蒸汽進(jìn)料二次蒸汽一效冷凝水中間濃縮物二效進(jìn)料二效冷凝水產(chǎn)品2.膜濃縮技術(shù)分離動(dòng)力分 離 原 理產(chǎn) 物反滲透壓力梯度選擇性滲透膜物質(zhì)在膜中溶解度差和擴(kuò)散速

9、率差兩種液態(tài)產(chǎn)品超濾壓力梯度選擇性滲透膜對(duì)膜不同的透過性兩種液態(tài)產(chǎn)品透析溶媒選擇性滲透膜物質(zhì)透過膜的擴(kuò)散速率不同兩種液態(tài)產(chǎn)品電滲析離子膜、電場(chǎng)離子膜對(duì)特殊離子的選擇性兩種液態(tài)產(chǎn)品NEXT 利用反滲透膜選擇性的只能透過溶劑(通常是水)的性質(zhì)，對(duì)溶液施加壓力以克服溶液的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜而從溶液中分離出來的過程。反滲透反滲透通常采用醋酸纖維、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亞酰胺等具有高度穩(wěn)定性和高強(qiáng)度并具有要求通透性的材料。在處理稀溶液時(shí)反滲透可能是最經(jīng)濟(jì)的濃縮方式。在食品工業(yè)中最大的商業(yè)化應(yīng)用是乳清濃縮，其他還包括果汁蒸發(fā)前的濃縮、純化水等。超 濾 應(yīng)用孔徑為1.020.0nm(或更大）的超濾膜來

10、過濾含有大分子或微細(xì)粒子的溶液，使大分子或微細(xì)粒子從溶液中分離的過程。NEXT超濾通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、剛性醋酸酯等材料。超濾的最大應(yīng)用也是乳制品行業(yè)，如選擇性脫乳糖或脫鹽，分離功能性成分。其它應(yīng)用包括：酶、其它蛋白質(zhì)或多糖的分離、濃縮；果汁澄清以及反滲透之前的預(yù)處理等。電滲析 在外加直流電場(chǎng)的作用下，利用陰離子交換膜（只允許陰離子透過而阻擋陽離子）和陽離子交換膜（只允許陽離子透過而阻擋陰離子）的選擇透過性，使溶液中的陰、陽離子與其溶劑分離。料液BACK陽膜陰膜3.冷凍濃縮分離動(dòng)力：制冷劑分離原理：純水的選擇性結(jié)晶分離步驟：首先是部分水分從水溶液中結(jié)晶析出，而后將冰晶與濃縮液加以分離。分離產(chǎn)物