第1章食品的脫水加工

1、第四章 食品的脫水加工概述一、食品的脫水加工（dehydration）從食品中去除水分，在該條件下不導(dǎo)致或幾乎不導(dǎo)致食品性質(zhì)的其它變化（除水分外），是一種用于長期保藏食品的極其重要的食品加工操作。濃縮(concentration)留下液體，其中水分含量高干燥(drying)產(chǎn)品是固體，最終水分含量低二、食品脫水加工的特點（1）食品經(jīng)脫水加工后，重量減輕、體積縮小，可節(jié)省包裝、儲藏和運輸費用；帶來了方便性；（2）干燥食品可延長保藏期；三、食品脫水加工的方法在常溫下或真空下加熱讓水分蒸發(fā)，依據(jù)食品組分的蒸汽壓不同而分離；依據(jù)分子大小不同，用膜來分離水分，如滲透、反滲透、超濾； 本章中討論的是通過熱

2、脫水的方法。四、食品干燥保藏指在自然條件或人工控制條件下，使食品中的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后并始終保持低水分的保藏方法。是一種最古老的食品保藏方法五、食品干藏的歷史 我國北魏在齊民要術(shù)書中記載用陰干加工肉脯 在本草綱目中，曬干制桃干 大批量生產(chǎn)的干制方法是在1875年，將片狀蔬菜堆放在室內(nèi)，通入40度熱空氣進(jìn)行干燥，這就是早期的干燥保藏方法，差不多與罐頭食品生產(chǎn)技術(shù)同時出現(xiàn)。六、食品干藏的特點設(shè)備簡單 生產(chǎn)費用低，因陋就簡 食品可增香、變脆 食品的色澤、復(fù)水性有一定的差異七、脫水加工技術(shù)的進(jìn)展除熱空氣干燥目前還在應(yīng)用外，還發(fā)展了紅外線、微波及真空升華干燥、真空油炸等新技術(shù)。 提高干燥

3、速度 提高干制品的質(zhì)量 發(fā)展成食品加工中的一種重要保藏方法第一節(jié) 食品干藏原理長期以來人們已經(jīng)知道食品的腐敗變質(zhì)與食品中水分含量（M）具有一定的關(guān)系M 表示以干基計，也有用濕基計m，但僅僅知道食品中的水分含量還不能足以預(yù)言食品的穩(wěn)定性。有一些食品具有相同水分含量，但腐敗變質(zhì)的情況是明顯不同的，如鮮肉與咸肉，水分含量相差不多，但保藏卻不同，這就存在一個水能否被微生物酶或化學(xué)反應(yīng)所利用的問題；這與水在食品中的存在狀態(tài)有關(guān)。一、食品中水分存在的形式（1）自由水或游離水（2）結(jié)合水或被束縛水 化學(xué)結(jié)合水 物理化學(xué)結(jié)合水 機械結(jié)合水二、水分活度游離水和結(jié)合水可用水分子的逃逸趨勢（逸度）來反映，我們把食品

4、中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度（water activity） Aw f 食品中水的逸度 Aw = f0 純水的逸度 我們把食品中水的逸度和純水的逸度之比稱為水分活度。 水分逃逸的趨勢通?？梢越频赜盟恼羝麎簛肀硎?，在低壓或室溫時，f/f0 和P/P0之差非常?。?%），故用P/P0來定義Aw是合理的。（1）定義Aw = P/P0其中 P：食品中水的蒸汽分壓； P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）。（2）水分活度大小的影響因素取決于水存在的量；溫度；水中溶質(zhì)的濃度； 食品成分；水與非水部分結(jié)合的強度。表2-1 常見食品中水分含量與水分活度的關(guān)系（3）測量利用平衡相對濕度的

5、概念數(shù)值上 Aw=相對濕度/100 ，但兩者的含義不同水分活度 對單一溶質(zhì)，可測定溶液的冰點來計算溶質(zhì)的mol數(shù) 具體方法參考 Food engineering properties M.M.A.Mao 三、水分活度對食品的影響大多數(shù)情況下，食品的穩(wěn)定性（腐敗、酶解、化學(xué)反應(yīng)等）與水分活度是緊密相關(guān)的。（1）水分活度與微生物生長的關(guān)系；食品的腐敗變質(zhì)通常是由微生物作用和生物化學(xué)反應(yīng)造成的，任何微生物進(jìn)行生長繁殖以及多數(shù)生物化學(xué)反應(yīng)都需要以水作為溶劑或介質(zhì)。干藏就是通過對食品中水分的脫除，進(jìn)而降低食品的水分活度，從而限制微生物活動、酶的活力以及化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，達(dá)到長期保藏的目的。（2）干制對微生

6、物的影響；干制后食品和微生物同時脫水，微生物所處環(huán)境水分活度不適于微生物生長，微生物就長期處于休眠狀態(tài)，環(huán)境條件一旦適宜，又會重新吸濕恢復(fù)活動。干制并不能將微生物全部殺死，只能抑制其活動，但保藏過程中微生物總數(shù)會穩(wěn)步下降。由于病原菌能忍受不良環(huán)境，應(yīng)在干制前設(shè)法將其殺滅。（3）干制對酶的影響；水分減少時，酶的活性也就下降，然而酶和底物同時增濃。在低水分干制品中酶仍會緩慢活動，只有在水分降低到1%以下時，酶的活性才會完全消失。酶在濕熱條件下易鈍化，為了控制干制品中酶的活動，就有必要在干制前對食品進(jìn)行濕熱或化學(xué)鈍化處理，以達(dá)到酶失去活性為度。（4）對食品干制的基本要求干制的食品原料應(yīng)微生物污染少，

7、品質(zhì)高。應(yīng)在清潔衛(wèi)生的環(huán)境中加工處理，并防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。干制前通常需熱處理滅酶或化學(xué)處理破壞酶活并降低微生物污染量。有時需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。四、食品中水分含量（M）與水分活度之間的關(guān)系 食品中水分含量（M）與水分活度之間的關(guān)系曲線稱為該食品的吸附等溫線水分吸附等溫線的認(rèn)識溫度對水分吸附等溫線的影響水分吸附等溫線的應(yīng)用思考題1. 水分活度對微生物、酶及其它反應(yīng)有什么影響？簡述干藏原理2. 在北方生產(chǎn)的紫菜片，運到南方，出現(xiàn)霉變，是什么原因，如何控制？第二節(jié) 食品干制的基本原理一、干燥機制干燥過程是濕熱傳遞過程：表面水分?jǐn)U散到空氣中，內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面；而熱則從表面?zhèn)鬟f到食品

8、內(nèi)部。水分梯度：干制過程中潮濕食品表面水分受熱后首先有液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，即水分蒸發(fā)，而后，水蒸氣從食品表面向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，此時表面濕含量比物料中心的濕含量低，出現(xiàn)水分含量的差異，即存在水分梯度。水分?jǐn)U散一般總是從高水分處向低水分處擴(kuò)散，亦即是從內(nèi)部不斷向表面方向移動。這種水分遷移現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕性溫度梯度：食品在熱空氣中，食品表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會建立一定的溫度差，即溫度梯度。溫度梯度將促使水分（無論是液態(tài)還是氣態(tài)）從高溫向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。（一）導(dǎo)濕性（1） 水分梯度若用M 表示等濕面濕含量或水分含量（kg/kg干物質(zhì)），則沿法線方向相距n的另一等濕面上的濕含量為M

9、+ M ，那么物體內(nèi)的水分梯度grad M 則為： M 物體內(nèi)的濕含量，即每千克干物質(zhì)內(nèi)的水分含量（千克） n 物料內(nèi)等濕面間的垂直距離（米） 導(dǎo)濕性引起的水分轉(zhuǎn)移量可按照下述公式求得： i水= -K0= -K 0 M（千克/米2小時）其中： i水 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)/ 米2小時） K 導(dǎo)濕系數(shù)（米小時） 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量 （kg干物質(zhì)/米3 ） M 物料水分（kg/kg干物質(zhì)）水分轉(zhuǎn)移的方向與水分梯度的方向相反，所以式中帶負(fù)號。需要注意的一點是：導(dǎo)濕系數(shù)在干燥過程中并非穩(wěn)定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。（2）物料水分與導(dǎo)濕

10、系數(shù)間的關(guān)系K值的變化比較復(fù)雜。當(dāng)物料處于恒率干燥階段時，排除的水分基本上為滲透水分，以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)時系數(shù)穩(wěn)定不變（DE段）；再進(jìn)一步排除毛細(xì)管水分時，水分以蒸汽狀態(tài)或以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)下降（CD段）；再進(jìn)一步為吸附水分，基本上以蒸汽狀態(tài)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，先為多分子層水分，后為單分子層水分。導(dǎo)濕系數(shù)與溫度的關(guān)系若將導(dǎo)濕性小的物料在干制前加以預(yù)熱，就能顯著地加速干制過程。因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發(fā)，同時可以增大導(dǎo)濕系數(shù)，以加速水分轉(zhuǎn)移。（二）導(dǎo)濕溫性在對流干燥中，物料表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會建立一定的溫度梯度。溫度梯度將促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫處向低溫

11、處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。導(dǎo)濕溫性是在許多因素影響下產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象。高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上升，而且毛細(xì)管內(nèi)水分還將受到擠壓空氣擴(kuò)張的影響。結(jié)果是毛細(xì)管內(nèi)水分將順著熱流方向轉(zhuǎn)移。（1）溫度梯度導(dǎo)濕溫性引起水分轉(zhuǎn)移的流量將和溫度梯度成正比，它的流量可通過下式計算求得： = K0其中： i溫 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)/ 米2小時） K 導(dǎo)濕系數(shù)（米小時） 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量 （kg干物質(zhì)/米3 ） 濕物料的導(dǎo)濕溫系數(shù)（1/，或kg/kg干物質(zhì)）（2）導(dǎo)濕溫系數(shù)就是溫度梯度為1/米時物料內(nèi)部能建立的水分梯度，

12、即 = 導(dǎo)濕溫性和導(dǎo)濕性一樣，會因物料水分的差異（即物料和水分結(jié)合狀態(tài)）而異。（三）干制過程中，濕物料內(nèi)部同時會有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分流動的方向?qū)⒂蓪?dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性共同作用的結(jié)果。i總=i濕+i溫兩者方向相反時： i總=i濕 i溫 當(dāng)i濕 i溫 水分將按照物料水分減少方向轉(zhuǎn)移，以導(dǎo)濕性為主，而導(dǎo)濕溫性成為阻礙因素，水分?jǐn)U散則受阻。 當(dāng)i濕 i溫 水分隨熱流方向轉(zhuǎn)移，并向物料水分增加方向發(fā)展，而導(dǎo)濕性成為阻礙因素。 如：烤面包 的初期二、干制過程的特性食品在干制過程中，食品水分含量逐漸減少，干燥速率逐漸變低，食品溫度也在不斷上升。水分含量的變化（干燥曲線）干燥速率曲線食品溫度曲線（

13、1）干燥曲線干制過程中食品絕對水分和干制時間的關(guān)系曲線。干燥時，食品水分在短暫的平衡后，出現(xiàn)快速下降，幾乎是直線下降，當(dāng)達(dá)到較低水分含量時（第一臨界水分），干燥速率減慢，隨后達(dá)到平衡水分。 平衡水分取決于干燥時的空氣狀態(tài)（2）干燥速率曲線隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達(dá)到最高值，然后穩(wěn)定不變，此時為恒率干燥階段，此時水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面足夠快，從而可以維持表面水分含量恒定，也就是說水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面的速率大于或等于水分從表面擴(kuò)散到空氣中的速率（3）食品溫度曲線初期食品溫度上升，直到最高值濕球溫度，整個恒率干燥階段溫度不變，即加熱轉(zhuǎn)化為水分蒸發(fā)所吸收的潛熱（熱量全部用于水分蒸發(fā)）。在降率干燥階段

14、，溫度上升直到干球溫度，說明水分的轉(zhuǎn)移來不及供水分蒸發(fā)，則食品溫度逐漸上升。曲線特征的變化主要是內(nèi)部水分?jǐn)U散與表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散所決定。食品干制過程特性總結(jié)：干制過程中食品內(nèi)部水分?jǐn)U散大于食品表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散，則恒率階段可以延長，若內(nèi)部水分?jǐn)U散速率低于表面水分?jǐn)U散，就不存在恒率干燥階段。外部擴(kuò)散速率，很容易理解，取決于溫度、空氣、濕度、流速以及表面蒸發(fā)面積、形狀等那么內(nèi)部水分?jǐn)U散速率的影響因素或決定因素是什么呢？由導(dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性解釋干燥過程曲線特征以上我們講的都是熱空氣為加熱介質(zhì)。若是采用其它加熱方式，則干燥速率曲線將會變化。三、影響干制的因素干制過程就是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的

15、傳遞，即濕熱傳遞，對這一過程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質(zhì)。（一）干制條件的影響（1）溫度對于空氣作為干燥介質(zhì),提高空氣溫度,干燥加快.由于溫度提高,傳熱介質(zhì)與食品間溫差越大,熱量向食品傳遞的速率越大,水分外逸速率因而加速.對于一定相對濕度的空氣,隨著溫度提高,空氣相對飽和濕度下降,這會使水分從食品表面擴(kuò)散的動力更大.另外,溫度高,水分?jǐn)U散速率也加快,使內(nèi)部干燥加速.注意:若以空氣作為干燥介質(zhì),溫度并非主要因素,因為食品內(nèi)水分以水蒸汽的形式外逸時,將在其表面形成 飽和水蒸汽層,若不及時排除掉,將阻礙食品內(nèi)水分進(jìn)一步外逸.從而降低了水分的蒸發(fā)速度.

16、故溫度的影響也將因此而下降.（2）空氣流速空氣流速加快，食品干燥速率也加速。不僅因為熱空氣所能容納的水蒸氣量將高于冷空氣而吸收較多的水分；還能及時將聚集在食品表面附近的飽和濕空氣帶走，以免阻止食品內(nèi)水分進(jìn)一步蒸發(fā)；同時還因和食品表面接觸的空氣量增加，而顯著加速食品中水分的蒸發(fā)。（3）空氣相對濕度脫水干制時，如果用空氣作為干燥介質(zhì)，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。近于飽和的濕空氣進(jìn)一步吸收水分的能力遠(yuǎn)比干燥空氣差。飽和的濕空氣不能在進(jìn)一步吸收來自食品的蒸發(fā)水分。脫水干制時，食品的水分能下降的程度也是由空氣濕度所決定。食品的水分始終要和周圍空氣的濕度處于平衡狀態(tài)。干制時最有效的空氣溫度和相對

17、濕度可以從各種食品的吸濕等溫線上尋找。（4）大氣壓力和真空度氣壓影響水的平衡，因而能夠影響干燥，當(dāng)真空下干燥時，空氣的蒸汽壓減少，在恒速階段干燥更快。氣壓下降，水沸點相應(yīng)下降，氣壓愈低，沸點也愈低，溫度不變，氣壓降低則沸騰愈加速。但是，若干制由內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移限制 ，則真空干燥對干燥速率影響不大。（5）蒸發(fā)和溫度干燥空氣溫度不論多高，只要由水分迅速蒸發(fā)，物料溫度一般不會高于濕球溫度。若物料水分下降，蒸發(fā)速率減慢，食品的溫度將隨之而上升。脫水食品并非無菌。操作條件對于干燥的影響（二）食品性質(zhì)的影響（1）表面積 水分子從食品內(nèi)部行走的距離決定了食品被干燥的快慢。 小顆粒，薄片 易干燥，快（2）組分定向

18、水分在食品內(nèi)的轉(zhuǎn)移在不同方向上差別很大，這取決于食品組分的定向。例如：芹菜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，沿著長度方向比橫穿細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方向干燥要快得多。在肉類蛋白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)中，也存在類似行為。（3）細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞結(jié)構(gòu)間的水分比細(xì)胞內(nèi)的水更容易除去（4）溶質(zhì)的類型和濃度：溶質(zhì)與水相互作用，抑制水分子遷移，降低水分轉(zhuǎn) 移速率，干燥慢思考題簡述干燥機制簡述干制過程特性如果想要縮短干燥時間，該如何控制干燥過程？四、合理選用干制工藝條件食品干制工藝條件主要由干制過程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質(zhì)的主要參變數(shù)組成。比如：以熱空氣為干燥介質(zhì)時，其溫度、相對濕度和食品的溫度時它的主要工藝條件。最適宜的干制工藝條件為：

19、使干制時間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質(zhì)量最高。它隨食品種類而不同。如何選用合理的工藝條件： 使食品表面的蒸發(fā)速率盡可能等于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，同時力求避免在食品內(nèi)部建立起和濕度梯度方向相反的溫度梯度，以免降低食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率。在導(dǎo)熱性較小的食品中，若水分蒸發(fā)速率大于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，則表面會迅速干燥，表層溫度升高到介質(zhì)溫度，建立溫度梯度，更不利于內(nèi)部水分向外擴(kuò)散，而形成干硬膜。 辦法 需降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度。恒率干燥階段，為了加速蒸發(fā)，在保證食品表面的蒸發(fā)速率不超過食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。此時，所提供的熱量主要用于水分

20、的蒸發(fā)，物料表面溫度是濕球溫度降率干燥階段時，應(yīng)設(shè)法降低表面蒸發(fā)速率，使它能和逐步降低了的內(nèi)部水分?jǐn)U散率一致，以免食品表面過度受熱，導(dǎo)致不良后果。要降低干燥介質(zhì)的溫度，務(wù)使食品溫度上升到干球溫度時不致超出導(dǎo)致品質(zhì)變化（如糖分焦化）的極限溫度（一般為90）干燥末期干燥介質(zhì)的相對濕度應(yīng)根據(jù)預(yù)期干制品水分加以選用。一般達(dá)到與當(dāng)時介質(zhì)溫度和相對濕度條件相適應(yīng)的平衡水分第三節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響一、干制過程中食品的主要變化（一）物理變化 （1）干縮、干裂（2）表面硬化（3）多孔性（4）熱塑性 加熱時會軟化的物料如糖漿或果漿（二）化學(xué)變化（1）營養(yǎng)成分；蛋白質(zhì)；碳水化合物；脂肪；高溫脫水時脂肪氧化比低溫

21、時嚴(yán)重維生素； （2）色素；色澤隨物料本身的物化性質(zhì)改變（反射、散射、吸收傳遞可見光的能力）天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素褐變：糖胺反應(yīng)(Maillard)、酶促褐變、焦糖化、其他（3）風(fēng)味引起水分除去的物理力，也會引起一些揮發(fā)物質(zhì)的去處；熱會帶來一些異味、煮熟味防止風(fēng)味損失方法：芳香物質(zhì)回收、低溫干燥、加包埋物質(zhì)，使風(fēng)味固定二、干制品的復(fù)原性和復(fù)水性干制品復(fù)水后恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度是衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。干制品的復(fù)原性就是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（感官評定）等各個方面恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度。干制品的復(fù)水性：新鮮食品干制后能重

22、新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度來表示。復(fù)水比：R復(fù)=G復(fù)/G干 G復(fù) 干制品復(fù)水后瀝干重， G干 干制品試樣重復(fù)重系數(shù)：K復(fù)= G復(fù)/ G原 G原 干制前相應(yīng)原料重干燥比：R干=G原/G干三、食品的干制方法的選擇：干制時間最短費用最低品質(zhì)最高選擇方法時要考慮：不同的物料物理狀態(tài)不同：液態(tài)、漿狀、固體、顆粒性質(zhì)不同：對熱敏感性、受熱損害程度、對濕熱傳遞的感受性最終干制品的用途消費者的要求不同第四節(jié) 食品的干制方法干制方法可以區(qū)分為自然和人工干燥兩大類。自然干制：在自然環(huán)境條件下干制食品的方法：曬干、風(fēng)干、陰干人工干制：在常壓或減壓環(huán)境重用人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品，有專用的干燥

23、設(shè)備。常見設(shè)備有空氣對流干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備 一、空氣對流干燥空氣對流干燥時最常見的食品干燥方法，這類干燥在常壓下進(jìn)行，食品也分批或連續(xù)地干制，而空氣則自然或強制地對流循環(huán)。流動的熱空氣不斷和食品密切接觸并向它提供蒸發(fā)水分所需的熱量，有時還要為載料盤或輸送帶增添補充加熱裝置。采用這種干燥方法時，在許多食品干制時都會出現(xiàn)恒率干燥階段和降率干燥階段。因此干制過程中控制好空氣的干球溫度就可以改善食品品質(zhì)。（一）柜式干燥設(shè)備（1）特點：間歇型，小批量、設(shè)備容量小、操作費用高（2）操作條件：空氣溫度94，空氣流速2-4m/s（3）適用對象果蔬或價格較高的食品作為中試設(shè)備，摸索物料干制特性

24、，為確定大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)（二）隧道式干燥設(shè)備一些定義：高溫低濕空氣進(jìn)入的一端熱端低溫高濕空氣離開的一端冷端濕物料進(jìn)入的一端濕端干制品離開的一端干端熱空氣氣流與物料移動方向一致順流熱空氣氣流與物料移動方向相反逆流（1）逆流式隧道干燥設(shè)備濕端即冷端，干端即熱端濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，這樣不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，而中心有能保持濕潤狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易發(fā)生干裂適合于干制水果干端處食品物料已接近干燥，水分蒸發(fā)已緩慢，雖然遇到的是高溫低濕空氣，但干燥仍然比較緩慢，因此物料溫度容易上升到與高溫?zé)峥諝庀嘟某潭?。此時，若干物料的停

25、留時間過長，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一般不宜超過66-77。由于在干端處空氣條件高溫低濕，干制品的平衡水分將相應(yīng)降低，最終水分可低于5%注意問題：逆流干燥，濕物料載量不宜過多，因為低溫高濕的空氣中，濕物料水分蒸發(fā)相對慢，若物料易腐敗或菌污染程度過大，有腐敗的可能。載量過大，低溫高濕空氣接近飽和，物料增濕的可能（2）順流隧道式干燥濕端即熱端， 冷端即干端濕物料與干熱空氣相遇，水分蒸發(fā)快，濕球溫度下降比較大，可允許使用更高一些的空氣溫度如80-90，進(jìn)一步加速水分蒸干而不至于焦化。干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應(yīng)增加，干制品水分難以降到10%以

26、下，因此吸濕性較強的食品不宜選用順流干燥方式。順流干燥，國外報道只用于干制葡萄。（3）雙階段干燥順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高 逆流干燥：后期干燥能力強雙階段干燥：取長補短 特點：干燥比較均勻，生產(chǎn)能力高，品質(zhì)較好用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯等）現(xiàn)在還有多段式干燥設(shè)備，有3，4，5段等，有廣泛的適應(yīng)性。（三）輸送帶式干燥特點：操作連續(xù)化、自動化、生產(chǎn)能力大（1）多層輸送帶特點：物料有翻動；物流方向有順流和逆流；操作連續(xù)化、自動化、生產(chǎn)能力大、占地少；（2）雙帶式干燥（四）氣流干燥用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品在熱空氣中干燥特點：干燥強度大,懸浮狀態(tài),物料最大限度地與熱空氣接觸;干燥時

27、間短, 0.55秒,并流操作;散熱面積小,熱效高,小設(shè)備大生產(chǎn);適用范圍廣,物料(晶體)有磨損,動力消耗大適用對象：水分低于35%40%的物料（五）流化床干燥使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似）。適用對象：粉態(tài)食品（固體飲料，造粒后二段干燥）單層流化床干燥器；多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動流化床干燥器；振動流化床干燥器。（六）倉貯干燥適用于干制那些已經(jīng)用其他干燥方法去除大部分水分而尚有部分殘余水分需要繼續(xù)清除的未干透的制品。優(yōu)點：比較經(jīng)濟(jì)而且不會對制品造成熱損害。（七）泡沫干燥工作原理：將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)物料首先制成穩(wěn)定的泡沫料，然后在常壓下用熱空氣干燥。造泡的

28、方法：機械攪拌，加泡沫穩(wěn)定劑，加發(fā)泡劑。特點：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。適用對象：水果粉，易發(fā)泡的食品。（八）噴霧干燥噴霧干燥就是將液態(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)行脫水干燥過程。設(shè)備主要由霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風(fēng)機等主要部分組成。（1）常用的噴霧系統(tǒng)有兩種類型壓力噴霧：液體在高壓下（700-1000kPa）下送入噴霧頭內(nèi)以旋轉(zhuǎn)運動方式經(jīng)噴嘴孔向外噴成霧狀，一般這種液滴顆粒大小約100-300m，其生產(chǎn)能力和液滴大小通過食品流體的壓力來控制。 離心噴霧：液體被泵入高速旋轉(zhuǎn)的盤中（5000-20000rpm），在

29、離心力的作用下經(jīng)圓盤周圍的孔眼外逸并被分散成霧狀液滴，大小10-500m。（2） 空氣加熱系統(tǒng)蒸汽加熱；電加熱溫度150300 食品體系一般在200 左右（3） 干燥室液滴和熱空氣接觸的地方，可水平也可垂直，為立式或臥式，室長幾米到幾十米，液滴在霧化器出口處速度達(dá)50m/s, 滯留時間5100秒，根據(jù)空氣和液滴運動方向可分為順流和逆流，干燥時的溫度變化 空氣200， 產(chǎn)品濕球溫度80，（4） 旋風(fēng)分離器將空氣和粉末分離，大粒子粉末由于重力而將到干燥室底部，細(xì)粉末靠旋風(fēng)分離器來完成（5）噴霧干燥的特點蒸發(fā)面積大；干燥過程液滴的溫度低；過程簡單、操作方便、適合于連續(xù)化生產(chǎn)；耗能大、熱效低（6）噴霧

30、干燥的典型產(chǎn)品奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑（7）噴霧干燥的發(fā)展與流化床干燥結(jié)合的兩階段干燥法再濕法和直通法 二、接觸干燥被干燥物與加熱面處于密切接觸狀態(tài)，蒸發(fā)水分的能量來自傳導(dǎo)方式進(jìn)行干燥間壁傳熱，干燥介質(zhì)可為蒸汽、熱油特點：可實現(xiàn)快速干燥，采用高壓蒸汽，可使物料固形物從3-30%增加到90-98%，表面濕度可達(dá)100-145，接觸時間2秒-幾分鐘，干燥費用低，帶有煮熟風(fēng)味。適用對象：漿狀、泥狀、液態(tài)，一些受熱影響不大的食品，如麥片、米粉（一）滾筒干燥基本結(jié)構(gòu)金屬圓筒在漿料中滾動，物料為薄膜狀，受熱蒸發(fā)，熱由里向外 設(shè)備類型 (1)單滾筒, 示意圖 (2)雙滾

31、筒，示意圖 (3)真空滾筒干燥, 示意圖三、真空干燥基本結(jié)構(gòu)：干燥箱、真空系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、冷凝水收集裝置特點：物料呈疏松多孔狀，能速溶。有時可使被干燥物料膨化。設(shè)備類型：間歇式真空干燥和連續(xù)式真空干燥（帶式輸送）適用于：水果片、顆粒、粉末，如麥乳精四、冷凍干燥將食品在冷凍狀態(tài)下，食品中的水變成冰，再在高真空度下，冰直接從固態(tài)變成水蒸汽（升華）而脫水，故又稱為升華干燥。要使物料中的 水變成冰，同時由冰直接升華為水蒸汽，則必須要使物料的水溶液保持在三相點以下。（1）冷凍干燥的條件：1）真空室內(nèi)的絕對壓力至少 0.51000Pa，高真空一般達(dá)到0.26-0.011000Pa。 2）冷凍溫度-4（2）

32、凍結(jié)方法：自凍法，預(yù)凍法自凍法：就是利用物料表面水分蒸發(fā)時從它本身吸收汽化潛熱,促使物料溫度下降,直至它達(dá)到凍結(jié)點時物料水分自行凍結(jié),如能將真空干燥室迅速抽成高真空狀態(tài),即壓力迅速下降,物料水分就會因水分瞬間大量蒸發(fā)而迅速降溫凍結(jié)。 但這種方法因為有液氣的過程會使食品的形狀變形或發(fā)泡,沸騰等.適合于一些有一定體形的如芋頭碎肉塊雞蛋等。預(yù)凍法：用一般的凍結(jié)方法如高速冷空氣循環(huán)法、低溫鹽水浸漬法、液氮或氟利昂等制冷劑使物料預(yù)先凍結(jié)，一般食品在-4以下開始形成冰晶體，此法較為適宜。主要將液態(tài)食品干燥.（3）冷凍干燥設(shè)備基本結(jié)構(gòu) 冷凍干燥設(shè)備組成 見示意圖 和真空干燥設(shè)備相同，但要多一個制冷系統(tǒng),主要

33、是將物料凍結(jié)成冰塊狀。設(shè)備類型：間歇式冷凍干燥設(shè)備(P202)：隧道式連續(xù)式冷凍干燥設(shè)備(P203)：間歇式冷凍干燥設(shè)備：隧道式連續(xù)式冷凍干燥設(shè)備。（4）冷凍干燥的過程初級干燥階段冰晶體形成后，通過控制冷凍室中的真空度，則冰晶升華，因升華相變是一個吸熱過程，需要提供相變潛熱或升華熱。在冷凍干燥的初級階段，隨著干燥的進(jìn)行，食品中的冰逐漸減少，在食品中的凍結(jié)層和干燥層之間的 界面被稱為升華界面（ sublimation front），確切地說是在食品的凍結(jié)層和干燥層之間存在一個擴(kuò)散過渡區(qū)（見圖P91）在干燥層中由于冰升華后水分子外逸留下了原冰晶體大小的孔隙，形成了海綿狀多孔性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于產(chǎn)

34、品的復(fù)水性，但這種結(jié)構(gòu)使傳熱速度和水分外逸的速度減慢，特別是傳熱的限制。因此，若采用一些穿透力強的熱能如輻射熱、紅外線、微波等使之直接穿透到（冰層面）升華面上，就能有效地加速干燥速率。二級干燥階段當(dāng)食品中的冰全部升華光，升華界面消失時，食品中的水分作為冰被除去后水分含量在15-20%時，干燥就進(jìn)入另一個階段稱為二級干燥。剩余的水分即是未結(jié)冰的水分必須補加熱量使之加快運動而克服束縛來外逸出來。但在二級干燥階段需要注意熱量補加不能太快，以避免食品溫度上升快而使原先形成的固態(tài)狀框架結(jié)構(gòu)變?yōu)橐琢鲃拥囊簯B(tài)狀，而使食品的固態(tài)框架結(jié)構(gòu)發(fā)生癟塌（collapse），此時的溫度稱為癟塌溫度。在癟塌中冰晶體升華后

35、的空穴隨著食品流動而使這些區(qū)域消失，食品密度減少，復(fù)水性差（疏松多孔結(jié)構(gòu)消失）。食品的癟塌溫度實際上就是玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（glass transition temperature）（4）冷凍干燥特點1）保持新鮮食品的色、香、味及營養(yǎng)成分。適合于熱敏食品以及易氧化食品的干燥.2）冰晶體升華留下空間，使固體框架結(jié)構(gòu)不變，食品干燥后成為疏松多孔狀物質(zhì)，復(fù)水性好。3）由于操作在高真空和低溫下進(jìn)行，需要高真空設(shè)備和制冷設(shè)備，投資費用大，且操作費用也高，故產(chǎn)品成本高。4）一般用在高附加值功能食品成分、生物制品（醫(yī)藥），還有生物制品如酶制劑等。五、干燥方法的發(fā)展在前述的干燥方法中，如空氣對流干燥或熱傳導(dǎo)的干燥

36、中都存在著一個溫度梯度或傳熱界面，要使物料升高溫度，必然使物料表面受到一個過度熱量（高溫），若物料的損失和傳導(dǎo)慢，必然需要提高物料溫度（提高熱源溫度），使物料受到高溫影響而妨礙質(zhì)量。近年來為了消滅這個影響，減少這個缺陷，則發(fā)展了紅外線干燥技術(shù)和微波干燥技術(shù)。1、紅外干燥把電磁波譜中波長在1-1000m區(qū)域稱為紅外區(qū).在食品中有很多物料對紅外區(qū)波長在3-15m（2.5-25m）范圍的紅外線有很強的吸收。(1) 原理構(gòu)成物質(zhì)的分子、原子、電子，即使處于基態(tài)都在不停地運動著振動或轉(zhuǎn)動，這些運動都有自己的固有頻率。當(dāng)這些質(zhì)點遇到某個頻率與它的固有頻率相等時，則會發(fā)生與振動、轉(zhuǎn)動的共振運動，使運動進(jìn)一步

37、激化，微觀結(jié)構(gòu)質(zhì)點運動加劇的宏觀反映就是物體溫度升高，即物質(zhì)吸收紅外線后，便產(chǎn)生自發(fā)的熱效應(yīng)，由于這種熱效應(yīng)直接產(chǎn)生于物體內(nèi)部，所以能快速有效地對物質(zhì)加熱，這就是紅外線加熱的原理。 在食品中很多成分都能對紅外線315m波長有強烈的吸收。(2) 特點熱吸收率高；有一定的穿透能力，物體內(nèi)部直接加熱，食品受熱比較均勻，不會局部過熱；加熱速度快，傳熱效率高，在保證物料不過熱的情況下使物料被加熱，因沒有傳熱界面，故速度比傳導(dǎo)和對流快得多，熱損失也小，物料受熱時間短；產(chǎn)品質(zhì)量好，通過控制紅外線輻射，避免過度受熱，則食品干燥時可使色、香、味、營養(yǎng)成分受到保留。如紅外干燥比傳統(tǒng)對流干燥方法象葉綠素、維生素等易

38、分解成分損失小得多。(3)設(shè)備類型作為熱源同樣可在上述的對流干燥設(shè)備，真空干燥、冷凍干燥等中被應(yīng)用。最早使用紅外干燥是用紅外燈泡對汽車的油漆涂層進(jìn)行干燥。目前食品工業(yè)中在谷物干燥、焙烤制品等得到應(yīng)用。2微波干燥 微波是指波長在1mm100cm范圍的電磁波。（頻率在300MHz） 原理水分子是一個偶極分子，一端帶正電，一端帶負(fù)電，在沒有電場下，這些偶極分子在介質(zhì)中作雜亂無規(guī)則的運動。在電場作用下，偶極分子定向排列，有規(guī)則的取向排列。若改變電場方向，則偶極分子取向也隨之改變。若電場迅速交替改變方向，則偶極分子亦隨之作迅速的擺動，由于分子的熱運動和相鄰分子間的相互作用，產(chǎn)生了類似摩擦作用，使得分子以

39、熱的形式表現(xiàn)出來，表現(xiàn)為介質(zhì)溫度升高。工業(yè)上采用高頻交替變換電場，如915MHz和2450MHz，即意味著在1秒鐘內(nèi)有9.15108次或2.45109次的電場變化，分子如此頻繁的運動，其摩擦產(chǎn)生的熱量則相當(dāng)大，故能瞬間升高溫度。 特點加熱速度快，僅及常規(guī)方法的1/101/100時間；均勻性好，內(nèi)部加熱，避免表面硬化。微波穿透深度大致在幾十厘米到幾厘米的厚度；加熱效率高，由于微波加熱主要是食品中水分子吸收而使物料本身被加熱，避免了環(huán)境的高溫和熱損耗，所以熱效率高，可達(dá)80%；選擇性吸收，某些成分非常容易吸收微波，另一些成分則不易吸收微波，如食品中水分吸收微波能比其他成分多，溫度升高得大，有利于水

40、分蒸發(fā)，干物質(zhì)吸收微波能少，溫度低，不過熱，能夠保持色香味等。 應(yīng)用上述空氣對流干燥的各種設(shè)備中將熱源換成微波，或箱式、隧道式、帶式；微波真空干燥，微波冷凍干燥；微波焙烤。第五節(jié) 干制品的包裝和貯藏食品經(jīng)干燥脫水處理后，其本身的一些物理特性發(fā)生了很大改變，如密度、體積、吸濕性等。為了保持干制品的特性以及便于儲藏運輸，通常對于干制品的而言包括三部分：干制品的預(yù)處理；干制品的包裝；干制品的貯藏。一、包裝前干制品的預(yù)處理1、篩選分級：剔除塊片和顆粒大小不合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或其他碎屑雜質(zhì)等物，有時在輸送帶上進(jìn)行人工篩選。2、均濕處理：有時曬干或烘干的干制品由于翻動或厚薄不均會造成制品中水分含量不均勻一致（內(nèi)部

41、亦不均勻），這時需要將它們放在密閉室內(nèi)或容器內(nèi)短暫貯藏，使水分在干制品內(nèi)部重新擴(kuò)散和分布，從而達(dá)到均勻一致的要求，這稱為均濕處理。特別是水果干制品。均濕處理還常稱為回軟和發(fā)汗3、滅蟲處理：干制品，尤其是果疏干制品常有蟲卵混雜其間，在適宜的條件下會生長造成損失。故常用煙熏劑用甲基溴作為有效的煙熏劑，可使害蟲中毒死亡。因殘留溴會殘留，一般允許殘溴量應(yīng)小于150ppm，有些水果干制品甚至在100ppm以下，如李干為20ppm。此外還有氯化乙烯和氯化丙烯。 4、速化復(fù)水處理（instantization process） 即為了加快干制品的復(fù)水速度，常采用 壓片法 即將顆粒狀果干經(jīng)過相距為一定距離（0

42、.025mm-1.5mm）間隙轉(zhuǎn)輥，進(jìn)行軋制壓扁，薄果片復(fù)水比顆粒狀迅速得多 刺孔法 將半干制品水分含量16-30%的干蘋果片進(jìn)行刺孔，然后再干制到5%水分，不僅可加熱干燥速度，還可使干制品復(fù)水加快。 刺孔壓片法： 在轉(zhuǎn)輥上裝有刺孔用針，同時壓片和刺孔，復(fù)水速度可達(dá)最快。5.壓塊（片）：將干制品壓縮成密度較高的塊狀或片狀，如紫菜。減小體積。但應(yīng)對有韌性的果蔬產(chǎn)品二干制品的包裝1干制品包裝的要求（1）能防止干制品吸濕回潮以免結(jié)塊和長線 包裝材料在90%相對濕度中，每年水分增加量不超過2%。（2 ）能防止外界空氣、灰塵、蟲、鼠和微生物以及氣味等入侵；（3）能不透外界光線；（4）貯藏、搬運和銷售過程中具有耐久牢固的特點，能維護(hù)容器原有特性，包裝容器在30100厘米高處落下120200次而不會破損，在高溫、高濕或浸