食品技术原理1.ppt

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1、一一.食品冷冻的目的食品冷冻的目的 1.主要目的主要目的 降低食品温度抑制微生物的生长繁殖和食降低食品温度抑制微生物的生长繁殖和食品中酶的活性，减缓非酶因素引起的化学反应品中酶的活性，减缓非酶因素引起的化学反应速率，达到延长食品保藏期的目的。速率，达到延长食品保藏期的目的。2.其他目的其他目的 (1)使食品加工处理比较便利使食品加工处理比较便利;(2)改善食品的性状，提高食品的价值改善食品的性状，提高食品的价值;(3)使食品原有的主要物理性状发生变更，使食品原有的主要物理性状发生变更，成为一种新的产品。成为一种新的产品。二二.食品冷冻的温度范围食品冷冻的温度范围 食品的低温保藏食品的低温保藏

2、冷却贮藏冷却贮藏(有生命食品有生命食品)215 短期短期 冻结贮藏冻结贮藏(无生命食品无生命食品)1230 长期长期 1.过冷现象：生物体的温度由冰点下降至形过冷现象：生物体的温度由冰点下降至形成冰结晶的临界温度而尚不冻结的现象。成冰结晶的临界温度而尚不冻结的现象。2.低熔共晶点低熔共晶点(低共熔点低共熔点)：在降温过程中，：在降温过程中，食品的组织内的溶液浓度的增加到确定程度后食品的组织内的溶液浓度的增加到确定程度后不再变更不再变更(即不再有冰结晶析出即不再有冰结晶析出)，水和它所溶，水和它所溶解的盐类共同结晶，并冻结成固体时的温度。解的盐类共同结晶，并冻结成固体时的温度。3.冷却：将食品的

3、温度降至高于食品冻结点的冷却：将食品的温度降至高于食品冻结点的 某一预定温度的过程。某一预定温度的过程。4.冷藏：将经过冷却的食品放在高于食品冻结冷藏：将经过冷却的食品放在高于食品冻结 点的某一合适温度下贮藏。点的某一合适温度下贮藏。5.冻结：将食品的温度降低到食品冻结点以下的冻结：将食品的温度降低到食品冻结点以下的 某一预定温度的过程。某一预定温度的过程。6.冻蔵：将经过冻结的食品放在低于食品冻结冻蔵：将经过冻结的食品放在低于食品冻结 点的某一合适温度下贮藏。点的某一合适温度下贮藏。7.解冻：将食品的温度由冰点以下温度提高到解冻：将食品的温度由冰点以下温度提高到 冰点以上的温度，并使冰结晶溶

4、化为冰点以上的温度，并使冰结晶溶化为 水的过程。水的过程。8.回热：食品温度由冰点以上温度起先升温至回热：食品温度由冰点以上温度起先升温至 室温以下的过程。室温以下的过程。肉类冷冻温度划分示意图肉类冷冻温度划分示意图v实际食品的低共熔点温度为实际食品的低共熔点温度为55 65。v三三.低温对酶活性的影响低温对酶活性的影响v 酶活性的温度系数酶活性的温度系数v Q10=K2/K1 vK1温度为温度为t 时酶促反应的化学反应速率常时酶促反应的化学反应速率常数数;vK2温度为温度为t+10时酶促反应的化学反应速时酶促反应的化学反应速 v 率常数。率常数。v在确定的温度范围内，大多数酶的在确定的温度范

5、围内，大多数酶的Q10值值为为v23。四四.低温对微生物的影响低温对微生物的影响 (一一)低温导致微生物活力降低和死亡的缘由低温导致微生物活力降低和死亡的缘由 1.低温与微生物的关系低温与微生物的关系 2.缘由：缘由：(1)酶活性下降酶活性下降;(2)化学损伤化学损伤;（3)机械损伤机械损伤 (二二)影响微生物低温致死的因素影响微生物低温致死的因素 1.温度的凹凸温度的凹凸 2.降温速度降温速度 3.结合水分和过冷状态结合水分和过冷状态 4.介质介质 5.贮藏期贮藏期 温度对微生物的影响温度对微生物的影响牡蛎在贮藏过程中的细菌数牡蛎在贮藏过程中的细菌数荧光假单胞菌在冰冻贮藏中的死亡率荧光假单胞

6、菌在冰冻贮藏中的死亡率食品中毒菌和嗜冷菌的生长温度范围食品中毒菌和嗜冷菌的生长温度范围其次节其次节 食品的冷却食品的冷却一一.影响食品冷却过程的因素影响食品冷却过程的因素 (一一)冷却介质冷却介质 1.气体气体 2.液体液体 3.固体固体 (二二)冷却过程中的传热问题冷却过程中的传热问题 1.对流传热对流传热(外部外部)t=h A(Ts Tr)式中：式中：t:单位时间从食品表面传递给冷却介质的热量单位时间从食品表面传递给冷却介质的热量 W;h :对流放热系数对流放热系数 W/(m2 K);A:食品冷却表面积食品冷却表面积 m2;Ts:食品表面的温度食品表面的温度K;Tr:冷却介质的温度冷却介质

7、的温度 K.2.传导传热传导传热(内部内部)c=A(T1T2)/x 式中：式中：c:单位时间内传导方式传递的热量单位时间内传导方式传递的热量 W;:食品的热导率食品的热导率 W/m K;A:热传导的面积热传导的面积 m2;T1,T2:两个面各自的温度两个面各自的温度 K;x:两个面之间两个面之间的距离的距离m二二.冷却过程中的能量消耗冷却过程中的能量消耗 1.耗冷量耗冷量 Q0=mC0(T初初 T终终)式中：式中：Q0:冷却过程中食品的耗冷量冷却过程中食品的耗冷量(kJ)m:被冷却食品的质量被冷却食品的质量(kg)C0:冻结点以上食品的质量热容冻结点以上食品的质量热容kJ/(kg K)T初初,

8、T终终:食品的初温顺终温食品的初温顺终温(K)2.食品的单位时间平均耗冷量食品的单位时间平均耗冷量 Z=Q0/3.6 t 式中式中:t 食品的冷却时间食品的冷却时间(h)3.6-功率折算系数，功率折算系数，1W=3.6 kJ/h 3.畜肉类食品的耗冷量畜肉类食品的耗冷量 Q肉肉=mC 肉肉(T初初T终终)+0.6276t 4.果蔬类食品的耗冷量果蔬类食品的耗冷量 Q果果=mC果果(T初初T终终)+H t 式中：式中：H-果蔬的呼吸热果蔬的呼吸热kJ(/kg h)C 肉肉,C果果 肉和果蔬的质量热容肉和果蔬的质量热容kJ/(kg K)三三.冷却时间冷却时间 1.平板状食品平板状食品2.圆柱状食品

9、圆柱状食品三三.冷却时间冷却时间 1.平板状食品平板状食品 t平平=Cx(x+5.3/h)lg(T0Tr/T均均Tr)/16.74 2.圆柱状食品圆柱状食品 t圆柱圆柱=CR(R+3.0/h)lg(T0Tr/T均均Tr)/9.828 3.球状食品球状食品 t球球=CR球球(R球球+3.7/h)lg(T0Tr/T均均Tr)/17.64 式中：式中：t平平,t圆柱圆柱,t球球-各种形态食品的冷却各种形态食品的冷却时间时间(h)C-食品的质量热容食品的质量热容kJ/(kg K)-食品的密度食品的密度(kg/m3)-食品的热导率食品的热导率W/(m K)X 平板状食品的厚度平板状食品的厚度(m)R 圆

10、柱状食品的半径圆柱状食品的半径(m)R球球-球状食品的半径球状食品的半径(m)h 对流放热系数对流放热系数W/(m2 K)T0-食品的初温食品的初温(K)Tr 冷却介质的温度冷却介质的温度(K)T均均 食品冷却后的平均温度食品冷却后的平均温度(K)四四.冷却方法冷却方法 1.碎冰冷却法碎冰冷却法 2.冷风冷却法冷风冷却法 3.冷水冷却法冷水冷却法 4.真空冷却法真空冷却法第三节第三节 食品的冻结食品的冻结一一.食品的冻结理论食品的冻结理论 (一一)冻结曲线冻结曲线 (二二)结晶条件和结晶曲线结晶条件和结晶曲线 1.结晶条件结晶条件 过冷现象是水中形成冰结晶的先决条件。过冷现象是水中形成冰结晶的

11、先决条件。过冷临界温度过冷临界温度(过冷温度过冷温度)冻结曲线与冰结晶最大生成带冻结曲线与冰结晶最大生成带以盐水和空气为冷冻介质的冷冻曲线以盐水和空气为冷冻介质的冷冻曲线牛肉薄片冻结时的过冷状态和冻结水量牛肉薄片冻结时的过冷状态和冻结水量2.结晶曲线结晶曲线(三三)冻结水量和冰结晶最大生成带冻结水量和冰结晶最大生成带 1.冻结率冻结率 =m2/(m1+m2)式中式中:-食品的水分冻结率食品的水分冻结率(%)m1-食品冻结至某一温度时食品内所含的水分的量（食品冻结至某一温度时食品内所含的水分的量（kg）m2-食品冻结至同一温度时食品内所形成的冰晶体的量食品冻结至同一温度时食品内所形成的冰晶体的量

12、(kg)2.冰结晶最大生成带冰结晶最大生成带 (1 1 5 5 )(四四)冰结晶的形成和分布冰结晶的形成和分布 1.形成形成 2.分布分布冰结晶形成过程冰结晶形成过程1.细胞间隙内水分形成冰晶体；细胞间隙内水分形成冰晶体；2.晶体旁边的溶液浓度增加，与细胞内汁晶体旁边的溶液浓度增加，与细胞内汁 液形成渗透压差；液形成渗透压差；3.水变成冰后体积膨胀，对细胞产生挤压水变成冰后体积膨胀，对细胞产生挤压 作用；作用；4.细胞汁液的蒸汽压大于冰晶体蒸汽压，细胞汁液的蒸汽压大于冰晶体蒸汽压，细胞内水分向外转移；细胞内水分向外转移；5.细胞间隙的冰晶体不断增大。细胞间隙的冰晶体不断增大。食品的冻结速度对冰

13、结晶大小、数量食品的冻结速度对冰结晶大小、数量和分布状况的影响和分布状况的影响食品的不同部位对冰结晶大小的影响食品的不同部位对冰结晶大小的影响(五五)冻冻结结膨膨胀胀牛牛肉肉冻冻结结时时的的冻冻结结曲曲线线与与 冻冻结结膨膨胀胀压压曲曲线线 (六六)冻结速度的评价冻结速度的评价 1.冷冻速度有两种方法划分：冷冻速度有两种方法划分：(1)时间：食品中心从时间：食品中心从-1降至降至-5所需时间所需时间在在30分钟以内的称为速冻，超过分钟以内的称为速冻，超过30分钟的为缓分钟的为缓冻。冻。(2)距离：单位时间内距离：单位时间内-5的冰层从食品表的冰层从食品表面伸向内部的距离。常称为线性平均冻结速率

14、。面伸向内部的距离。常称为线性平均冻结速率。以此将冻结速度分为以此将冻结速度分为3类；快速冻结，类；快速冻结，V520cm/h；中速冻结，；中速冻结，V=15cm/h，慢速冻结，慢速冻结，V=0.11cm/h。2.冻结速度的评价冻结速度的评价 速冻的优点速冻的优点:(1)冰晶小，破坏性小；冰晶小，破坏性小；(2)细胞内水分向外转移少；细胞内水分向外转移少；(3)快速阻挡微生物和酶的活性，提高食品快速阻挡微生物和酶的活性，提高食品 的稳定性。的稳定性。二二.食品冻结时热力学性质的变更食品冻结时热力学性质的变更 (一一)冻结食品的质量热容冻结食品的质量热容 1.冻结点以上：冻结点以上：C果；果；C

15、肉肉 2.冻结点以下冻结点以下:CT=C冰冰w+C干干(1w)+C水水w(1)式中：式中：C干干=1.4644+0.0067(T273)T-冻结食品的平均温度冻结食品的平均温度(K)C冰冰=2.092 kJ/(kg K);C水水=4.184 kJ/(kg K)w-食品中的水分含量食品中的水分含量(%);-冻结率冻结率(%).(二二)冻结食品的热导率冻结食品的热导率 t=0+1.163A/1+B/lg(273T)式中：式中：t 冻结食品温度为冻结食品温度为T时的热导率时的热导率w/(m K)0=0.551w+0.26(1w)肉：肉：A=0.938;B=0.186;鱼：鱼：A=0.699;B=0.

16、148;T-冻结食品的热力学温度值冻结食品的热力学温度值(K)(三三)冻结食品的热扩散率冻结食品的热扩散率 =3.6/c式中：式中：-食品的热扩散率食品的热扩散率(m2/h)-食品的热导率食品的热导率w/(mK);c-食品的质量热容食品的质量热容kJ/(kgK)-食品的密度食品的密度(kg/m3);3.6-功率的折算系数功率的折算系数1W=3.6kJ/h三三.食品在冻结过程中的冷能消耗食品在冻结过程中的冷能消耗(一一)平均温度平均温度(二二)冷量的消耗冷量的消耗 Q=Q1+Q2+Q3 1.1.冻结前食品冷却时的放热量冻结前食品冷却时的放热量 Q1=m C0(T初初 T冻冻1)2.2.冰晶体形成

17、时冰晶体形成时T T冻冻食品的放热量食品的放热量 Q2=m wr冰冰 3.3.冻结食品因温度下降而放出的热量冻结食品因温度下降而放出的热量 Q3=m CT(T冻冻T终终)式中：式中：T冻冻1-食品的冻结点温度食品的冻结点温度(K)r冰冰-食品中的水分形成冰晶体时所放出的潜热食品中的水分形成冰晶体时所放出的潜热,334.72(kJ/kg);T冻冻-食品的平均冻结点温度食品的平均冻结点温度(K)T终终-食品的冻结终温食品的冻结终温(K)四四.冻结时间冻结时间 t=(H1H2)(Px/h)+(Rx2/)/3.6(TpT)式中式中:t-食品的冻结时间食品的冻结时间h;H1-食品初温时的焓值食品初温时的

18、焓值kJ/kg;H2-食品冻结终温时的焓值食品冻结终温时的焓值kJ/kg;P,R-和食品形态有关的系数和食品形态有关的系数 Tp-食品的冻结点温度食品的冻结点温度 K;T-冷却介质的温度冷却介质的温度 K;X-平板食品的厚度，或圆柱状和球状食品的直径平板食品的厚度，或圆柱状和球状食品的直径 m;-冻结食品的热导率冻结食品的热导率 W/(mK);h-食品表面的对流传热系数食品表面的对流传热系数 W/(m2K).五五.食品冻结方式食品冻结方式 1.间接冻结间接冻结 静止空气冻结、送风冻结、静止空气冻结、送风冻结、强风冻结、接触冻结；强风冻结、接触冻结；2.干脆冻结干脆冻结 冰盐混合物冻结、冰盐混合

19、物冻结、液氮及液态二氧化碳冻结。液氮及液态二氧化碳冻结。第四节第四节 食品的冷藏和冻藏食品的冷藏和冻藏一一.食品冷藏和冻藏的技术管理食品冷藏和冻藏的技术管理 (一一)冷藏的技术管理冷藏的技术管理 1.冷藏温度冷藏温度 2.相对湿度和空气流速相对湿度和空气流速 (二二)冻藏的技术管理冻藏的技术管理二二.食品在冷藏和冻藏中的变更食品在冷藏和冻藏中的变更 (一一)冷藏中的变更冷藏中的变更 1.水分蒸发水分蒸发(干耗干耗)2.冷害冷害(冷藏病冷藏病)3.串味串味(移臭移臭)4.果蔬的后熟作用果蔬的后熟作用 5.肉类的成熟作用肉类的成熟作用 6.脂类的变更脂类的变更 7.淀粉的变更 8.微生物的增殖 9

20、.寒冷收缩(二)冻藏中的变更 1.冻藏食品的重结晶 2.冻藏食品的干耗和冻结烧 (1)干耗：在冻藏过程中，因食品内的冰结晶升华而产生的食品重量下降的现象。缘由：外界传入冻藏室内的热量和冻藏室内 的空气对流。(2)冻结烧：在冻藏过程中,食品中的脂肪在氧的作用下发生氧化酸败，表面发生黄褐变,使食品的色、香、味和养分价值都变差的现象。缘由：冻藏食品内的冰结晶升华,形成了脱水多孔层,氧气的充入造成脂肪氧化。(3)防止措施 干耗的防止 冻结烧的防止 3.冻藏食品的变色 (1)脂肪 (2)蔬菜 (3)红色肉 (4)鱼肉的变绿 (5)虾的黑变三.冻藏食品的贮存期 (一)冻结食品的冻藏温度和好用贮存期 1.高

21、品质寿命(high quality life,HQL)HQL是指在所运用冻藏温度下的冻结食品与在40温度下的冻藏食品相比较,当接受科学的感官鉴定方法刚刚能够判定出二者的差别时所经过的时间。2.好用贮藏期(practical storage life;PSL)PSL是指经过冻藏的食品,仍保持着对一般消费者或作为加工原料运用无妨的感官品质指标时所经过的冻藏时间。(二)冻结食品的T.T.T.概念 1.影响冻结状态流通的食品品质的主要因素 (1)原料固有的品质原料固有的品质 (2)冻结前后的处理和包装冻结前后的处理和包装 (3)冻结方式冻结方式 (4)冻结产品在流通过程中所经验冻结产品在流通过程中所经

22、验 的温度和时间的温度和时间 2.T.T.T.概念概念(Time-Temperature Tolerance)3.T.T.T.曲线曲线 在可被消费者接受的前提下在可被消费者接受的前提下,冻藏温度与好用冻藏温度与好用贮藏期之间的关系。大多数冻结食品的品质稳贮藏期之间的关系。大多数冻结食品的品质稳定性或好用贮藏期是随着冻藏温度的降低而呈定性或好用贮藏期是随着冻藏温度的降低而呈指数关系增大。指数关系增大。冻冻结结食食品品的的T.T.T.曲曲线线某冻结食品在流通期间的温度、某冻结食品在流通期间的温度、时间与品质的关系时间与品质的关系T.T.T.计算图例计算图例例：通过大量试验得知某出口冻品在例：通过大

23、量试验得知某出口冻品在-10、-12、-18、-20下冻藏的优质期分别为下冻藏的优质期分别为60、75、100120天，该冻结在生产地天，该冻结在生产地-20贮存了贮存了6天，又经天，又经海船海船-12运输了运输了15天，到货运中转仓库天，到货运中转仓库-18存存放了放了30天，再发放到超市天，再发放到超市-10的冻柜中销售，的冻柜中销售，请利用请利用“TTT”计算方法算出在超市能保持品质计算方法算出在超市能保持品质优良的最长销售天数。优良的最长销售天数。解：设冻品在超市能保持品质优良的最长销解：设冻品在超市能保持品质优良的最长销售天数为售天数为t，冻品在，冻品在-10、-12、-18、-20

24、下的下的q值分别用值分别用q1、q2、q3、q4表示，则表示，则q1=1/60，q21/75，q31/100，q41/120品质下降总量：品质下降总量：Q总总q1tq215q330q46 =t/6015/7530/1006/1201 t27 答：冻品在超市能保持品质优良的最长销售答：冻品在超市能保持品质优良的最长销售 天数为天数为27天。天。第五节第五节 食品的回热和解冻食品的回热和解冻一一.冷藏食品的回热冷藏食品的回热 1.定义：在冷藏食品出冷藏室前定义：在冷藏食品出冷藏室前,保证空气中保证空气中的水分不会在冷藏食品的表面冷凝的条件下的水分不会在冷藏食品的表面冷凝的条件下,逐逐渐提高冷藏食品

25、的温度渐提高冷藏食品的温度,最终达到使其与外界空最终达到使其与外界空气温度相同的过程。即冷却的逆过程。气温度相同的过程。即冷却的逆过程。2.要求：与冷藏食品的冷表面接触的空气的要求：与冷藏食品的冷表面接触的空气的露点温度必需始终低于冷藏食品的表面温度。露点温度必需始终低于冷藏食品的表面温度。3.方法：通入暖空气方法：通入暖空气,相对湿度适宜。相对湿度适宜。4.回热终点：食品温度比外界气温低回热终点：食品温度比外界气温低35。冷藏食品回热时空气状态冷藏食品回热时空气状态在在H-d图上变更的示意图图上变更的示意图二二.冻藏食品的解冻冻藏食品的解冻 定义：使冻藏食品内冻结的水分重新变定义：使冻藏食品

26、内冻结的水分重新变成液态成液态,复原食品原有的状态和特性的过程。复原食品原有的状态和特性的过程。即冻结的逆过程。即冻结的逆过程。(一一)食品解冻时应留意的问题食品解冻时应留意的问题 1.解冻过程解冻过程(1)食品细胞内冻结点较低的冰结晶首先溶化食品细胞内冻结点较低的冰结晶首先溶化,然后细胞间隙内冻结点较高的冰结晶才溶化。然后细胞间隙内冻结点较高的冰结晶才溶化。(2)细胞外的溶液浓度比细胞内低细胞外的溶液浓度比细胞内低,因此水分逐因此水分逐渐向细胞内渗透渐向细胞内渗透,并依据细胞亲水胶质体的可逆并依据细胞亲水胶质体的可逆程度重新吸取。程度重新吸取。(3)通过通过15温度区的速度较慢，温度区的速度

27、较慢，缘由：缘由：食品中的冰结晶溶化成水，其质量热食品中的冰结晶溶化成水，其质量热 容变大容变大;导热率变小。导热率变小。2.冻结食品的水分不能复原原分布状态的缘由冻结食品的水分不能复原原分布状态的缘由 (1)细胞受冰结晶的损害后，显著降低了原有的细胞受冰结晶的损害后，显著降低了原有的 持水实力；持水实力；(2)细胞的化学成分，主要是蛋白的溶胀实力受细胞的化学成分，主要是蛋白的溶胀实力受 到了损害；到了损害；(3)冻结使食品的组织结构和介质的冻结使食品的组织结构和介质的pH发生了发生了 变更，同时困难的大分子有机物质有一部分变更，同时困难的大分子有机物质有一部分 分解为较为简洁的和持水实力较弱

28、的物质。分解为较为简洁的和持水实力较弱的物质。3.影响汁液流失的因素影响汁液流失的因素 速冻食品、低温冻藏食品、缓解冻、远离蛋速冻食品、低温冻藏食品、缓解冻、远离蛋 白质等电点白质等电点pH,解冻时汁液流失较少。解冻时汁液流失较少。4.解冻时的留意事项解冻时的留意事项 (二二)食品解冻的方法食品解冻的方法 1.外部加热解冻方法外部加热解冻方法 (空气解冻空气解冻,水解冻水解冻)2.内部加热解冻方法内部加热解冻方法 (高频电流高频电流,微波微波)某某肉肉类类食食品品的的冻冻结结和和解解冻冻曲曲线线其次章其次章 食品的干燥食品的干燥第一节第一节 食品的干燥基础食品的干燥基础一一.食品中水分的状态和

29、水分活度食品中水分的状态和水分活度 (一一)食品物料中水分存在的形式食品物料中水分存在的形式1.化学结合水化学结合水 2.物理化学结合水物理化学结合水 3.机械机械结合水结合水 在干燥过程中，首先除去的是机械结合在干燥过程中，首先除去的是机械结合水，水，然后是结合力较弱的物理结合水，最终是然后是结合力较弱的物理结合水，最终是结合结合力较强的物理结合水。力较强的物理结合水。(二二)水分活度水分活度 Aw=pv/ps(三三)水分活度与食品的保藏性水分活度与食品的保藏性有效水分：有效水分：食品物料中能够被微生物、酶和食品物料中能够被微生物、酶和化学反应所利用的非结合水分。化学反应所利用的非结合水分。

30、1.干燥对微生物的作用干燥对微生物的作用 Aw0.94 大多数细菌不能生长大多数细菌不能生长 Aw0.85 大多数酵母菌不能生长大多数酵母菌不能生长 Aw0.74 大多数霉菌生长发育受到限制大多数霉菌生长发育受到限制 Aw0.62 微生物不能生长发育微生物不能生长发育 2.干燥对酶的作用干燥对酶的作用二二.食品物料与干燥介质间的平衡关系食品物料与干燥介质间的平衡关系(一一)物料的水分活度与空气相对湿度的关系物料的水分活度与空气相对湿度的关系 1.平衡相对湿度平衡相对湿度=水分活度水分活度 2.相对湿度相对湿度 水分活度水分活度 吸湿吸湿 3.相对湿度相对湿度 水分活度水分活度 去湿去湿(二二)

31、平衡水分平衡水分 物料与空气之间的水分达到动态平衡时物料与空气之间的水分达到动态平衡时,物料所含的水分是该介质条件下物料的平衡物料所含的水分是该介质条件下物料的平衡水分。表示在该空气状态下物料能被干燥的限水分。表示在该空气状态下物料能被干燥的限度。度。平平衡衡水水分分等等温温曲曲线线三三.干燥速率曲线和过程限制干燥速率曲线和过程限制 (一一)干燥速率曲线干燥速率曲线(二二)干燥过程的限制干燥过程的限制 1.初期阶段：初期阶段：表面汽化速率小于内部扩散速率，可通过提表面汽化速率小于内部扩散速率，可通过提高介质温度，降低介质湿度，改善介质与物料高介质温度，降低介质湿度，改善介质与物料之间的流淌和接

32、触状况提高干燥速率。之间的流淌和接触状况提高干燥速率。2.降速阶段降速阶段 表面汽化速率大于内部扩散速率，常接受升表面汽化速率大于内部扩散速率，常接受升温、降温、再升温、再降温的工艺措施调整物温、降温、再升温、再降温的工艺措施调整物料内部的温度梯度与湿度梯度的关系，强化水料内部的温度梯度与湿度梯度的关系，强化水分的内部扩散。分的内部扩散。提高干燥速率的措施：提高干燥速率的措施：(1)削减料层厚度，缩短水分在内部的扩散距削减料层厚度，缩短水分在内部的扩散距离。离。(2)使物料积累疏松，接受空气穿流料层的使物料积累疏松，接受空气穿流料层的接触方式以扩大干燥面积。接触方式以扩大干燥面积。(3)接受接

33、触加热和微波加热的方法，使深接受接触加热和微波加热的方法，使深层料温高于表面料温，温度与湿度梯度同向加层料温高于表面料温，温度与湿度梯度同向加快内部水分的扩散。快内部水分的扩散。3.恒速干燥的目标恒速干燥的目标 表面汽化速率与内部扩散速率近于相等。表面汽化速率与内部扩散速率近于相等。其次节其次节 干燥过程中干燥过程中食品物料的主要变更食品物料的主要变更一一.物理状态的变更物理状态的变更 (一一)干缩干缩 缘由：水分的去除使物料的内压缘由：水分的去除使物料的内压(膨胀压膨胀压)降低。降低。(二二)表面硬化表面硬化 缘由缘由:(1)内部溶质随水分向表面移动积累产生内部溶质随水分向表面移动积累产生

34、结晶硬化；结晶硬化；(2)食品物料与介质间温差和湿度差过大食品物料与介质间温差和湿度差过大,温度急剧上升温度急剧上升,水分蒸发过于猛烈。水分蒸发过于猛烈。(三三)物料内部多孔性的形成物料内部多孔性的形成 缘由：物料中水分被除去，原来的水分所占缘由：物料中水分被除去，原来的水分所占据的空间由空气填充而成为空穴。据的空间由空气填充而成为空穴。二二.化学性质的变更化学性质的变更 (一一)蛋白质的变更蛋白质的变更 缘由：高温；缘由：高温；(二二)脂肪的变更脂肪的变更 缘由：高温，氧化；缘由：高温，氧化；(三三)维生素的变更维生素的变更 缘由：热稳定性差；缘由：热稳定性差；(四四)食品色泽的变更食品色泽

35、的变更 缘由：碳水化合物参与的酶促褐变与非酶促缘由：碳水化合物参与的酶促褐变与非酶促 褐变反应。褐变反应。第三节第三节 食品干燥方法食品干燥方法一一.对流干燥对流干燥(固体物料固体物料)喷雾干燥喷雾干燥(液、浆物料液、浆物料)二二.接触干燥接触干燥(液、胶、膏、浆、糊状物料液、胶、膏、浆、糊状物料)三三.冷冻干燥冷冻干燥(升华干燥升华干燥)(一一)主要特点主要特点 1.1.可保持食品的色、香、味可保持食品的色、香、味;2.2.可保持食品的原有形态可保持食品的原有形态,速溶性、复水性好速溶性、复水性好;3.3.可避开表面硬化现象的产生可避开表面硬化现象的产生;4.4.热源温度不高热源温度不高,热

36、能利用率高。热能利用率高。缺点：投资和操作费用大缺点：投资和操作费用大,产品成本高。产品成本高。(二二)食品冷冻干燥的原理食品冷冻干燥的原理 1.水的相平衡关系水的相平衡关系 2.食品的冻结食品的冻结 (1)机械效应机械效应 (2)溶质效应溶质效应(三三)食品冷冻干燥过程中的传热和传质食品冷冻干燥过程中的传热和传质 冷冻干燥正常进行的条件是要求传给升华表冷冻干燥正常进行的条件是要求传给升华表面的热量等于从升华表面逸出水蒸气扩散所需面的热量等于从升华表面逸出水蒸气扩散所需的热量的热量,即升华表面的温度和压力均达到平衡。即升华表面的温度和压力均达到平衡。1.辐射传热辐射传热 2.接触传热接触传热

37、3.微波加热微波加热 其中其中:1和和2,已干层厚度增加已干层厚度增加,传热和传质阻力传热和传质阻力 随之增大。随之增大。物料内部的传热和传质示意图物料内部的传热和传质示意图(四四)食品冷冻干燥设备食品冷冻干燥设备隧道式连续冻干设备示意图隧道式连续冻干设备示意图喷雾冷冻干燥工艺流程图喷雾冷冻干燥工艺流程图四四.辐射干燥辐射干燥 (一一)红外线干燥红外线干燥 (3-10m远红外区远红外区)远红外线加热优点：远红外线加热优点：1.加热快速、吸取均一、加热效率高；加热快速、吸取均一、加热效率高；2.化学分解作用小、食品原料不易变性；化学分解作用小、食品原料不易变性；3.具有杀菌和降低酶活性的作用；具

38、有杀菌和降低酶活性的作用；4.干燥时间短。干燥时间短。(二二)微波干燥微波干燥 微波是指频率为微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含米（不含1米）到米）到1毫米之间的电磁波，是分毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。米波、厘米波、毫米波的统称。我国目前用于工业焙烤的微波频率为我国目前用于工业焙烤的微波频率为915MHz 和和2450MHz。土豆片微波干燥示意图土豆片微波干燥示意图 微波干燥的特点：微波干燥的特点：1.干燥速度快干燥速度快;2.加热比较匀整加热比较匀整,制品

39、质良好制品质良好;3.加热易于调整和限制加热易于调整和限制;4.加热过程具有自动平衡性加热过程具有自动平衡性;5.加热效率高。加热效率高。缺点缺点:电能消耗大电能消耗大五五.干制品的相关计算干制品的相关计算 1.干燥率干燥率:R干干=m原原/m干干=1w干干/1w原原 2.复水率：复水率：R复复=m复复/m干干 3.复重系数复重系数 K复复=R复复/R干干100%=m复复(1w原原)/m干干(1w干干)100%mm原原原原-干燥前食品的重量干燥前食品的重量干燥前食品的重量干燥前食品的重量(g);m(g);m干干干干-干燥后食品的重量干燥后食品的重量干燥后食品的重量干燥后食品的重量(g);(g)

40、;w原原-干燥前食品的水分含量干燥前食品的水分含量;w干干-干燥后食品的水分含量干燥后食品的水分含量;m复复-干制品复水后的重量干制品复水后的重量(g).例例1：食品干制前的水分含量为：食品干制前的水分含量为88.4%,干制品水干制品水分含量为分含量为4.6%,干制品和复水后的干制品沥干重干制品和复水后的干制品沥干重各为各为2.3kg和和13.8kg,试计算它的干燥率、复水率试计算它的干燥率、复水率和复重系数。和复重系数。解：解：R干干=1w干干/1w原原 =1 0.046/1 0.884=8.224 R复复=m复复/m干干=13.8/2.3=6 K复复=R复复/R干干100%=6/8.224 100%=72.95%例例2.75kg冬瓜，干燥后变为冬瓜，干燥后变为15kg冬瓜干，冬瓜干，复水后称重为复水后称重为57kg，试计算其干燥比、复，试计算其干燥比、复重系数和复水比。重系数和复水比。解：解：R干干=m原原/m干干=75/15=5 R复复=m复复/m干干 =57/15=3.8 K复复=R复复/R干干100%=3.8/5 100%=76%