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1、第四章、食品加工过程中单元操作技术第四章、食品加工过程中单元操作技术 由于食品原理差别大、食品的需求多样性，故生产工艺和加工由于食品原理差别大、食品的需求多样性，故生产工艺和加工方法也有多样性，如果不能从系统论的角度宏观分类研究将造成方法也有多样性，如果不能从系统论的角度宏观分类研究将造成重大损失，因此人们提出单元操作的概念：从各种加工工艺中根重大损失，因此人们提出单元操作的概念：从各种加工工艺中根据功能而分出的常用操作过程。单元操作其实是大系统的单个划据功能而分出的常用操作过程。单元操作其实是大系统的单个划分。分。如混合，可有振动、敲击、掺和、乳化、均质、沸腾、搅拌如混合，可有振动、敲击、掺
2、和、乳化、均质、沸腾、搅拌等，原料不同、加工要求不同则处理的方式不同，如做蛋糕的混等，原料不同、加工要求不同则处理的方式不同，如做蛋糕的混合干粉，可通过敲击、搅拌、振动进行混合；若制作乳状液（蛋合干粉，可通过敲击、搅拌、振动进行混合；若制作乳状液（蛋黄酱）则选择均质；若制作面团则需要搅拌、延伸、折叠等。黄酱）则选择均质；若制作面团则需要搅拌、延伸、折叠等。常用的单元操作：原料处理、净化、分离、分解、泵输、混常用的单元操作：原料处理、净化、分离、分解、泵输、混合、热交换、蒸发、干燥、成型、包装等。合、热交换、蒸发、干燥、成型、包装等。一、原料处理一、原料处理 各种原料从收获、采集到加工前的全部工
3、作。各种原料从收获、采集到加工前的全部工作。如：保持卫生条件，保持原材料的品质和质量（特别是产品如：保持卫生条件，保持原材料的品质和质量（特别是产品的维生素含量、生物外观及理化指标），抑制细菌的生长，降的维生素含量、生物外观及理化指标），抑制细菌的生长，降低产品的损失。低产品的损失。根据原料的不同，采用不同的运输方式：根据原料的不同，采用不同的运输方式：如：苹果或柑橘常采用厢式拖车运到果汁厂，这时应考虑用如：苹果或柑橘常采用厢式拖车运到果汁厂，这时应考虑用温控装置的厢式货车的大小及水果的运输时间等因素加以控制，温控装置的厢式货车的大小及水果的运输时间等因素加以控制，以保证整个运输过程中温度控制
4、在一个合理的范围内，防止因以保证整个运输过程中温度控制在一个合理的范围内，防止因呼吸热而引起装载物的严重腐败。呼吸热而引起装载物的严重腐败。二、净化二、净化 自然方式生产的食物在食用前都必须清洗净化。净化的方自然方式生产的食物在食用前都必须清洗净化。净化的方法很多，完全根据产品和污物的类型而定，一般通过刷子、高法很多，完全根据产品和污物的类型而定，一般通过刷子、高速气流、水蒸气、真空等方法实现。速气流、水蒸气、真空等方法实现。如粮食加工前被净化，意在除去石子和杂物如粮食加工前被净化，意在除去石子和杂物(高速气流高速气流)，金属混杂物则可以通过磁吸附、机械分离等方法实现；金属混杂物则可以通过磁吸
5、附、机械分离等方法实现；瓶装饮料工业中所用的水净化程度高于一般的饮用水的标瓶装饮料工业中所用的水净化程度高于一般的饮用水的标准，如需较高程度的碳酸化时，水中的杂质、胶体离子甚至某准，如需较高程度的碳酸化时，水中的杂质、胶体离子甚至某些无机盐都必须除去，因为这些物质能降低些无机盐都必须除去，因为这些物质能降低CO2的溶解度，气的溶解度，气泡易于逃逸；为了得到较高纯度的净化水，还需对水进行软化、泡易于逃逸；为了得到较高纯度的净化水，还需对水进行软化、沙滤、活性炭吸附、甚至杀菌以控制水质，防止饮料中絮状悬沙滤、活性炭吸附、甚至杀菌以控制水质，防止饮料中絮状悬浮物的出现。浮物的出现。三、分离三、分离
6、包括固包括固-固（花生、苹果脱皮）、固固（花生、苹果脱皮）、固-液（过滤、压榨）、液（过滤、压榨）、液液-液分离（水中除油）、固（液）液分离（水中除油）、固（液）-气分离（真空灌装时的脱气分离（真空灌装时的脱气）。气）。现代分离手段：现代分离手段：1、光电管分离：用光电管通过对产品颜色的不同反射而加以区、光电管分离：用光电管通过对产品颜色的不同反射而加以区分，如鲁花花生油：花生逐一通过光束，当反射光的量值异常分，如鲁花花生油：花生逐一通过光束，当反射光的量值异常时，活动的空气喷头就会自动将那个无色花生粒从原料中吹出时，活动的空气喷头就会自动将那个无色花生粒从原料中吹出而分离。此法还可以区分鸡蛋
7、的好坏。而分离。此法还可以区分鸡蛋的好坏。2、膜分离：利用半透膜，以外界能量（压力或电力）或化学电、膜分离：利用半透膜，以外界能量（压力或电力）或化学电位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯或浓缩的方法。工业中常用超滤和反渗透（外界压力级、提纯或浓缩的方法。工业中常用超滤和反渗透（外界压力差为推动力）的膜分离技术。差为推动力）的膜分离技术。4、分解、分解 包括切分、粉碎、打浆、均质等操作。包括切分、粉碎、打浆、均质等操作。如：皓月牛肉的手工切分生产线、德大的肉鸡手工切分生产如：皓月牛肉的手工切分生产线、德大的肉鸡手工
8、切分生产线。粉碎如谷物的粉碎，肉末的生产，现代的超微粉碎技术可线。粉碎如谷物的粉碎，肉末的生产，现代的超微粉碎技术可以将保健食品、功能性食品原料粉碎到以将保健食品、功能性食品原料粉碎到30m以下，从而使其具以下，从而使其具有有较较大的表面大的表面积积和孔隙率，使其有效成分得以充分利用。如灵和孔隙率，使其有效成分得以充分利用。如灵芝、芝、孢孢子、花粉、螺旋藻、珍珠、食用菌等。但子、花粉、螺旋藻、珍珠、食用菌等。但对对肉而言粉碎肉而言粉碎一般在冷一般在冷冻冻的情况下的情况下进进行，因行，因为为粉碎粉碎过过程中程中产产生大量的生大量的热热，温，温度高度高产产生焦糊味，生焦糊味，损损坏食品的品坏食品的
9、品质质。均均质质也是一种粉碎。它可以使液也是一种粉碎。它可以使液态态中的固体中的固体颗颗粒或脂肪球裂粒或脂肪球裂解，粒度解，粒度变变小，同小，同时时也更易流也更易流动动。均。均质质方式主要有超声波法、方式主要有超声波法、高高压喷压喷流法等新技流法等新技术术。5、泵输、泵输 即利用泵系统使液体或固体从某一位置或加工步骤移动到即利用泵系统使液体或固体从某一位置或加工步骤移动到另一位置或加工位置。另一位置或加工位置。主要部分是管道系统和泵主要部分是管道系统和泵 原理是转子在泵腔内旋转，造成压力差吸入食品进入泵原理是转子在泵腔内旋转，造成压力差吸入食品进入泵室并不断将其挤出。室并不断将其挤出。泵的选用
10、时都必须注意：容易拆洗，否则容易造成死角泵的选用时都必须注意：容易拆洗，否则容易造成死角处长期滞留物料而污染。处长期滞留物料而污染。6、混合、混合 根据所需混合的物料不同，常有固根据所需混合的物料不同，常有固-固、液固、液-液、固液、固-液、液、气气-液混合等。液混合等。7、热交换、热交换（通过对流、辐射及热传导等方式实现）（通过对流、辐射及热传导等方式实现）分加热和冷却两种方式分加热和冷却两种方式 对食品的加热可实现如下目的对食品的加热可实现如下目的（对热敏性物质不可）（对热敏性物质不可）杀菌消毒或抑制有害微生物，延长贮存期，如牛奶和罐头的杀菌消毒或抑制有害微生物，延长贮存期，如牛奶和罐头的
11、巴氏杀菌。巴氏杀菌。烘干改善风味，如咖啡、麦片等。烘干改善风味，如咖啡、麦片等。灭活有毒物质，如豆粉的加热。灭活有毒物质，如豆粉的加热。日常烹饪加热，期待食品质量得到改善。日常烹饪加热，期待食品质量得到改善。对食品的冷却可实现如下目的：对食品的冷却可实现如下目的：保持食品的质量，延长贮存期；或是保持食品内部自然的状保持食品的质量，延长贮存期；或是保持食品内部自然的状态和组织结构；态和组织结构；8、蒸发：、蒸发：主要用于除去水分，浓缩食物，也可回收食物中所需的挥主要用于除去水分，浓缩食物，也可回收食物中所需的挥发物或排除废弃物。发物或排除废弃物。现代的如：真空蒸发就是利用随真空度升高，液体在低温
12、现代的如：真空蒸发就是利用随真空度升高，液体在低温下更易蒸发而实现浓缩，减少热敏性物质的损伤。下更易蒸发而实现浓缩，减少热敏性物质的损伤。9、干燥：、干燥：与浓缩相似，干燥的目的也是除去食物中的水分，只是程与浓缩相似，干燥的目的也是除去食物中的水分，只是程度不同。浓缩后的水分含量是其干物质的度不同。浓缩后的水分含量是其干物质的23倍，而干燥则是倍，而干燥则是将食品变成几乎完全的干物质（多低于将食品变成几乎完全的干物质（多低于2%3%）。）。干燥的目的是为了长期保存或降低重量与体积，或为了使干燥的目的是为了长期保存或降低重量与体积，或为了使产品获得特殊的风味等。产品获得特殊的风味等。10、成型、
13、成型 食品的造型不仅是加工的需要，也是为了吸引消费者得到食品的造型不仅是加工的需要，也是为了吸引消费者得到美的享受。美的享受。三明治的牛肉馅就是将加工的牛肉酱末挤入制馅机的模三明治的牛肉馅就是将加工的牛肉酱末挤入制馅机的模子里面压成一定的形状。此时压力的控制非常重要，压力过小，子里面压成一定的形状。此时压力的控制非常重要，压力过小，不足以成型，压力过大，烤熟的馅饼的硬度太大，口感很差。不足以成型，压力过大，烤熟的馅饼的硬度太大，口感很差。11、包装、包装 包装的目的在于使商品规格化、便于运输与分发，同时包装的目的在于使商品规格化、便于运输与分发，同时防止运输过程中的污染（微生物、物理性赃物或昆
14、虫混入及光、防止运输过程中的污染（微生物、物理性赃物或昆虫混入及光、湿气、气味的影响），调整合适的容量，提高产品的使用性能。湿气、气味的影响），调整合适的容量，提高产品的使用性能。包装材料有金属、玻璃、塑料及复合材料等。另外，可包装材料有金属、玻璃、塑料及复合材料等。另外，可降解材料和可重复利用的材料成为首选；还有抽真空、充氮等。降解材料和可重复利用的材料成为首选；还有抽真空、充氮等。12、混合单元操作、混合单元操作 任何一个完整的食品加工过程都是在按合理的顺序安排的一系任何一个完整的食品加工过程都是在按合理的顺序安排的一系列单元操作。各个单元的操作划分并不是十分清晰，存在不少混列单元操作。各
15、个单元的操作划分并不是十分清晰，存在不少混合和交叉。合和交叉。如啤酒的细菌过滤可以被认为是净化，也可以被认为是分离。如啤酒的细菌过滤可以被认为是净化，也可以被认为是分离。13、几种加工新技术、几种加工新技术 超临界流体萃取（超临界流体萃取（SEFE）、电磁杀菌（）、电磁杀菌（OHMIC）、静态高压）、静态高压技术。技术。十二、食品的腐败及其控制十二、食品的腐败及其控制导致因素：物理的、化学的和生物的三种类型。导致因素：物理的、化学的和生物的三种类型。具体说主要有如下几种：具体说主要有如下几种：微生物的生长活动，一般指细菌、酵母和霉菌；微生物的生长活动，一般指细菌、酵母和霉菌；食品中酶的活性和其他化学反应；食品中酶的活性和其他化学反应；昆虫、寄生虫和啮齿动物的侵染；昆虫、寄生虫和啮齿动物的侵染；食品温度控制不当；食品温度控制不当；吸水或失水；吸水或失水；氧参与的反应；氧参与的反应；光；光；物理胁迫或滥用；物理胁迫或滥用；时间时间