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1、第二章 食品的脱水加工,概述,食品的脱水加工（dehydration）,从食品中去除水分,浓缩(concentration)产品是液态，其中水分含量较高。干燥(drying)产品是固体，最终水分含量低。,概述,食品脱水加工的方法,加热使水分蒸发,膜处理去除水分,油炸、烤、炒、烘,反渗透、超滤,概述,食品脱水加工的目的,延长贮存时间更加美味便于运输和贮存便于进一步加工,第一节 食品干藏原理,食品中的水分含量与储藏稳定性密切相关,花生油 M 0.6 变质淀粉 M 20 不易变质,食品中水分存在的形式,自由水（游离水）结合水（被束缚水）,容易结冰，也能溶解溶质,不易结冰（40），不能作为溶剂,水分活
2、度（water activity)AW,食品中水的逸度与纯水的逸度之比,f 食品中水的逸度 Aw=f0 纯水的逸度,P：食品中水的蒸汽分压；P0：纯水的蒸汽压,水分活度大小的影响因素,取决于水存在的量；温度；水中溶质的浓度；食品成分；,食品中水分含量与水分活度之间的关系,水分吸附等温线,不同食品吸附等温曲线,不同温度吸附等温曲线,？,解吸：（desorption）干燥过程吸附：（sorption）复水过程,WHC,三 水分活度与食品保藏性的关系,（1）水分活度对微生物生长的影响,三 水分活度与食品保藏性的关系,（1）水分活度对微生物生长的影响,三 水分活度与食品保藏性的关系,水分活度0.9左右
3、霉菌生长最旺盛,（1）水分活度对微生物生长的影响,（2）水分活度对酶活力的影响,呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增大而迅速提高。,（3）水分活度对化学变化的影响,对脂肪氧化的影响,（3）水分活度对化学变化的影响,对褐变的影响,0.2,0.4,0.6,0.8,Aw,热量传递,水分传递,Food H2O,一、食品的干燥机制,1.导湿性,水分梯度使水分转移,推动力:水分梯度,n,grad M,I,M+M,M,方向:,高,低,食品的干燥机制,1.导湿性,i水=-K0（M/n）=-K 0 M（千克/米2小时）,其中：i水 物料内水
4、分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg干物质/米2小时）K 导湿系数（米小时）0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/米3）M 物料水分（kg/kg干物质）,食品的干燥机制,导湿系数的影响因素,导湿系数K（m2/h）,物料水分M（kg/kg绝干物质）,A,C,D,E,吸附水分 渗透水分毛细管水分,物料水分的影响,食品的干燥机制,温度的影响,导湿系数（K102）,K102=(T/290)14,温度（）,导湿系数的影响因素,食品的干燥机制,2.导湿温性,温度梯度促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。,推动力:温度梯度,方向:,高,低,食品的干燥机制,T,T+T,T/
5、n,i,内,表面,图 温度梯度下水分的流向,n,i温=-K0（T/n）,i温 物料内水分转移量，单位时间内单位面积上的水分转移量（kg干物质/米2小时）K 导湿系数（米小时）0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/米3）湿物料的导湿温系数（1/，或kg/kg干物质）,食品的干燥机制,导湿温系数的影响因素,物料水分的影响,导湿温系数（1/）,O,A,B,物料水分M（%）,食品的干燥机制,二、干制过程的特性,干燥曲线,水分含量变化曲线,干燥速率曲线,干制过程的特性,干燥阶段,干燥恒定阶段（恒速期）,干燥降速阶段（降速期）,干制过程的特性,（1）恒速期,干燥阶段,V1 V2干燥推动力:P热
6、量进入汽化的水分中，温度恒定；,(dw/dt)c=-Kg A(ps-pa),干制过程的特性,干燥阶段,（2）降速期,V1 V2内部质量传递机制影响干燥速度,(dW/dt)f=-K(W-We),影响干制的因素,1.干制条件的影响,温度,提高空气温度,干燥加快,空气流速,空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速,空气相对湿度,大气压力和真空度,影响干制的因素,食品性质的影响,表面积组分定向细胞结构溶质的类型和浓度,第三节 干制对食品品质的影响,物理变化,干缩、干裂 表面硬化 多孔性 热塑性 溶质的迁移,第三节 干制对食品品质的影响,化学变化,蛋白质碳水化合物脂肪 维生素,受热易变性，会分解或降解
7、,受高温易焦化、褐变,高温脱水时脂肪氧化,水溶性易被破坏和损失,第三节 干制对食品品质的影响,色素,新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；,天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化,第三节 干制对食品品质的影响,风味,受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味,干制品的复原性和复水性,干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度,复水比：R复=G复/G干,G复 干制品复水后沥干重，G干 干制品试样重,复重系数：K复=G复/G原,G原 干制前相应原料重,评价干制品品质的指标,干制品的贮藏水分含量,干制品的耐贮藏性主要取决于干燥后的水分活度；由于食品成分和性质不同，达到贮藏要求的水分活度时的相应水
8、分含量各不相同；,合理选用干制工艺条件,空气温度、相对湿度、流速、气压,最适宜的干制工艺条件,干制时间最短 热能和电能的消耗量最低干制品的质量最高,主要工艺参数,食品的干制方法,自然干制：,人工干制：,晒干、阴干,在自然环境条件下干制食品,人工控制的工艺条件进行干制食品,对流干燥设备、滚筒干燥设备、真空干燥设备,人工干制：,空气对流干燥,最常见的食品干燥方法常压下进行,柜（厢）式干燥设备,隧道式干燥设备,基本名称,高温低湿空气进入的一端热端低温高湿空气离开的一端冷端,湿物料进入的一端湿端干制品离开的一端干端,热空气气流与物料移动方向相反逆流热空气气流与物料移动方向一致顺流,对于热空气,对于物料
9、,对于设备,逆流隧道式干燥设备,物料与气流的方向相反，湿端即冷端，干端即热端；,顺流隧道式干燥设备,湿端即热端，冷端即干端,气流干燥设备,流化床干燥器,使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态（与液态相似）。,Fluidised bed drying,Warm 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.,喷雾干燥设备,将液
10、态或浆状食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程,100m,喷雾干燥设备,喷雾系统,压力喷雾：,液体在高压下（700-1000kPa）下,离心喷雾,高速旋转的盘中（5000-20000rpm）,气流喷雾：,压力为150500kPa的压缩空气,LowSwirl,High Swirl,接触干燥,被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的能量来自承载物料的表面以传导方式进行干燥，又称传导干燥,滚筒干燥设备,热传递和质量传递很快热能经济，干燥费用低；,食品带有煮熟或焦糊,真空干燥,气压愈低,水沸点愈低,易蒸发适合于不耐高温的食品,冷冻干燥,冰会直接从固态变成水蒸汽（升华）而脱水，是一种冷冻温度下的真空干燥，称冷冻升华干燥。,三相点：压力610Pa，温度0,冷冻干燥设备组成示意图,Front View of Freeze Dryer,Heating Plate in the Dryer,Vacuum System,
