食品工藝學-第一章-食品干制

食品工藝學1、食品工藝學及其研究內(nèi)容食品工藝學（foodtechnology）

食品工藝學是根據(jù)技術上先進、經(jīng)濟上合理的原則，應用基礎科學的原理，來研究食品的原材料、半成品和成品的貯存和加工過程與方法的一門應用科學。1、食品工藝學及其研究內(nèi)容食物：

提供人體維持正常生活機能的含有一定營養(yǎng)成分的可食物料統(tǒng)稱為食物食品（food）經(jīng)過加工的食物稱為食品食品加工(foodprocessing)對可食資源進行技術處理，以保持和提高其可食性和利用價值，開發(fā)適合人類需求的各類食品和工業(yè)產(chǎn)物的過程。2、主要研究內(nèi)容1．探索食品生產(chǎn)、貯藏和分配過程中食品腐敗變質(zhì)的原因及控制的途徑，提高食品保藏質(zhì)量，便于運輸、貯藏，保證食品安全2．研究充分利用現(xiàn)有食品資源和開辟新食品資源的途徑，開發(fā)新型食品3．研究食品生產(chǎn)工藝、制定合理的生產(chǎn)方法、管理過程，提高食品質(zhì)量和生產(chǎn)率4．研究食品工廠物料的綜合利用及環(huán)境保護。食品工藝學主要參考書：1、食品工藝學，朱蓓薇，張敏，科學出版社

2017/04

2、食品工藝學，陳野,劉會平，中國輕工業(yè)出版社，

2014/033、食品工藝學，趙晉府，中國輕工業(yè)出版社，20074、食品工藝學夏文水中國輕工業(yè)出版社，20075、食品工業(yè)新技術.化學工業(yè)出版社6、FoodProcessingTechnologyP.J.Fellows7.FoodScienceNormanN.Potter,JosephH.Hotchkiss第一章食品干制和干藏工藝第一章食品干制和干藏工藝1、糖類（碳水化合物）2、蛋白質(zhì)和氨基酸3、脂肪4、水分5、維生素6、礦物質(zhì)7、酶8、色、香、味物質(zhì)色素物質(zhì)香味物質(zhì)風味物質(zhì)

一、食品主要成分二、食品品質(zhì)變化的主要因素１、生物因素1）微生物:

微生物污染是引起食物原料變質(zhì)的首要因素：金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、黃曲霉菌等2）酶:

酶也是引起食物原料變質(zhì)的重要因素：呼吸作用、成熟衰老3）其他生物的侵害:蟲害5%、獸害10-20%二、食品品質(zhì)變化的主要因素2、物理因素溫度——高溫加速各種化學的、生化的變化，增加揮發(fā)性物質(zhì)的損失;溫度過低產(chǎn)生冰凍，亦影響品質(zhì)光線——光的照射與曝曬，促進食品成分的分解，引起變色、變味和維生素C的損失壓力——造成食品變形或破裂，使汁液流失，外觀不良，如為瓶罐或袋裝食品則發(fā)生破損而不能食用二、食品品質(zhì)變化的主要因素3、化學因素

氧化：油脂氧化酸敗、Vc氧化損失

還原：金屬罐壁溶解，還原劑調(diào)節(jié)

面筋筋力

分解：蛋白質(zhì)分解

化合：蛋白質(zhì)水化作用、金屬罐壁硫化作用等

二、食品品質(zhì)變化的主要因素

微生物和酶是引起食物原料變質(zhì)的最主要二個因素

三、食品品質(zhì)的變化腐敗變質(zhì)—微生物酶促褐變—酚酶、抗壞血酸酶、過氧化物酶等非酶褐變—羰氨反應、焦糖化反應、Vc自動氧化反應氧化酸敗—自動氧化酸敗、酶水解酸敗淀粉老化—糊化淀粉重新聚合形成微晶結構營養(yǎng)成分的降解—維生素降解、蛋白質(zhì)、氨基酸損失新鮮度的下降—植物呼吸作用和蒸騰失水

四、食品保藏的方法四、食品保藏的方法1、 生機原理—維持食品最低生命活動低溫保藏、氣調(diào)保藏或保鮮劑保藏，主要用于保藏新鮮果蔬原料。2、 假死原理—抑制食品生命活動

有冷凍保藏、干制、高滲透壓保藏（腌制、糖制等）、煙熏及使用添加劑

四、食品保藏的方法3、 發(fā)酵原理—利用生物發(fā)酵保藏

借助于有益微生物的發(fā)酵活動（如乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵等）的產(chǎn)物，建立起抑制腐敗微生物生長的環(huán)境，達到防腐和增進風味的作用：酸奶、泡菜等。4、無菌原理—利用無菌原理的保藏方法利用熱處理、輻射、過濾以及常溫高壓等方法處理，將食品中腐敗微生物數(shù)量殺滅到在該菌數(shù)下食品能長期貯藏的程度，并維持這種狀況，防止食品再次污染。第一節(jié)食品干燥的目的和干藏原理一、食品干燥的目的1、干燥（Drying）——是在自然條件或人工控制條件下促使食品中水分蒸發(fā)的工藝過程自然干燥：曬干、風干等人工干燥：如熱空氣干燥、真空干燥冷凍干燥一、食品干燥的目的2、脫水——是為保證食品品質(zhì)變化最小，在人工控制條件下促使食品水分蒸發(fā)的工藝過程。3、干藏——是脫水干制品在它的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后，始終保持低水分進行長期貯藏的過程。一、食品干燥的目的降低食品中的水分，抑制微生物繁殖，阻止食品變質(zhì)，延長保質(zhì)期；除去部分水分，賦予食品新的風味；減輕重量、方便運輸，降低運輸成本；提高其他設備的生產(chǎn)能力、提高生產(chǎn)效率；提高廢渣和副產(chǎn)品的利用價值。二、食品干燥的基本原理1、水分活度和保藏的關系在食品加工和保藏過程，決定食品品質(zhì)和性狀的并非是總的水分含量，而取決于水的性質(zhì)、狀態(tài)和可被利用的程度。1、食品物料中水分存在狀態(tài)1、食品物料中水分存在狀態(tài)1）游離水或稱非結合水包括覆蓋在食品外表面的潤濕水分和食品內(nèi)部毛細管和空隙中的水分，這種水分在干燥過程中首先被氣化除去。但在一定條件下復水，常常較易恢復到原來的狀態(tài)。1、食品物料中水分存在狀態(tài)2）結合水（1）物理化學結合水包括細胞結構結合水、吸附結合水以及滲透結合水等，常常處于膠體狀態(tài)。當要用干燥的辦法除去這部分水分時，需要提供氣化潛熱以外，還需要脫吸附所需要的吸附熱，脫去這種水分，常常會改變物料的性質(zhì)。（2）化學結合水包括晶體中和碳水化合物中的結合水。在高溫下脫水，化學性質(zhì)和物理性質(zhì)就會完全改變，并且不能恢復原狀，這部分化學結合水的解離不能視為干燥過程。1、食品物料中水分存在狀態(tài)游離水——細菌利用、酶反應、化學反應有效水分（aw）水分活度（aw

）——溶液的水蒸氣分壓P與同溫度下溶劑（常以純水）的飽和水蒸氣分壓（Po）的比：n1；溶媒的克分子數(shù)n2；溶質(zhì)的克分子數(shù)2、食品的水分活度當食品在一定溫度下和一定相對濕度的空氣中，物料就會吸濕或散濕，當它們的水分擴散達平衡時的相對濕度（ERH），反映了該物料中的游離水分的多少，即各種食品成分蔗糖當量表成分蔗糖乳糖轉化糖玉米糖漿(45D.E)動物膠淀粉及其他多糖類檸檬酸及其鹽類氯化鈉蔗糖當量1.01.01.30.81.30.82.59.03、水分活度對食品保藏的影響1）aw與食品中微生物的關系2）aw對食品中發(fā)生的化學作用的影響(1)aw對酶反應的影響(2)aw對非酶褐變的影響(3)aw對脂肪氧化等變質(zhì)反應的影響(4)aw對維生素的影響3）aw對食品質(zhì)構的影響1）aw與食品中微生物的關系微生物的生命活動離不開水，各種微生物生長所需的最低aw值各不相同。

3、水分活度對食品保藏的影響

1）aw與食品中微生物的關系

aw>0.91：多數(shù)細菌能生長，aw=0.87～0.92：一般酵母生長aw>0.8：大多數(shù)霉菌生長aw=0.75：耐滲透壓酵母、耐高鹽細菌aw<

0.65：微生物的繁殖完全被抑制，絕大部分微生物都不能生存

1）aw與食品中微生物的關系

微生物生長最低aw與產(chǎn)毒素aw不一定相同，通常產(chǎn)生毒素所需的最低水分活度比微生物生長所需的最低水分活度高。因此，通過水分活度的控制來抑制微生物的生長時，雖然食品中可能有微生物生長，但不一定有毒素產(chǎn)生。水分活度和各種反應速度2)aw對食品中發(fā)生的化學作用的影響（1）aw對酶反應的影響酶反應的速度隨水分活度的提高而增大，通常在水分活度為0.75～0.95的范圍內(nèi)酶活性達到最大。（1）aw對酶反應的影響（1）aw對酶反應的影響由于活性中心的反應速度大于底物或產(chǎn)物的擴散速度，因此運動性是限制酶促反應的主要因素脂酶的底物是脂類，在底物是液態(tài)時水的運動作用就不很重要了，因此脂解作用能在極低的水分活度（Aw=0.025～0.25）下進行（1）aw對酶反應的影響

許多食品物料都有酶存在，干燥過程隨著物料水分降低，酶本身也失水，活性下降。但當環(huán)境適宜（如吸濕），酶仍會恢復活性，而引起食品品質(zhì)惡化或變質(zhì)可能。通常只有干制品水分降至1％以下時，酶活性才會完全消失。控制干制品中酶的活動，較有效的辦法是干燥前對物料進行濕熱或化學鈍化處理，使物料中的酶失去活性。(2)aw對非酶褐變的影響非酶褐變在中等濕度時褐變速率最大

水在非酶褐變中既作溶劑又是反應產(chǎn)物，在低水分活度下因擴散作用的受阻而反應緩慢；在高水分活度下，反應因反饋抑制作用和稀釋作用而下降。（3）aw對脂肪氧化等變質(zhì)反應的影響水分活度在很高或很低時，脂肪都容易發(fā)生氧化，水分活度在0.3～0.4之間時的酸敗變化最小。脂肪氧化問題?？刻砑涌寡趸瘎﹣頊p緩:BHA、BHT、PGVc、檸檬酸（3）aw對脂肪氧化等變質(zhì)反應的影響水分活度小于0.1的干燥食品因氧氣與油脂結合的機會多，氧化速度非?？飚斔只疃却笥?.55時，水的存在提高了催化劑的流動性而使油脂氧化的速度增加而水分活度在0.3～0.4之間時，食品中水分呈單分子層吸附，在自由基反應中與過氧化物發(fā)生氫鍵結合，減緩了過氧化物分解的初期速率，當單分子層水與微量的金屬離子結合，能降低其催化活性或產(chǎn)生不溶性金屬水合物而失去催化活性。（4）aw對維生素的影響

在低aw下，維生素C比較穩(wěn)定,隨著食品中水分活度增加，維生素C降解迅速增快。將維生素C包埋或先添加到油相中防止其與水接觸是防止維生素C降解的有效方法。3）aw對食品質(zhì)構的影響aw對食品質(zhì)構的影響主要反映在干燥時水分被去除，由于熱及鹽分的濃縮作用，很容易引起蛋白質(zhì)變性；變性的蛋白質(zhì)不能完全吸收水分，淀粉及多數(shù)膠體也發(fā)生變化而使其親水性下降，從而使物料的硬度、彈性、脆性、膠粘性和咀嚼性產(chǎn)生相應的變化。

第二節(jié)食品干制的基本原理一、影響熱量和質(zhì)量傳遞的重要因素食品干制過程是水分和熱量傳遞的過程，影響濕、熱傳遞的因素：1、表面面積2、溫度3、空氣流速4、空氣的濕度5、真空度1、表面面積表面面積增大，也就增加了濕熱交換的通道，并且縮短了熱量傳遞到食品中心的距離和食品中心的水分運行到表面而逸出的距離。2、溫度

加熱介質(zhì)與食品之間的溫差越大，傳入食品的熱量的傳遞速率越高，從而為脫水提供推動力。3、空氣流速空氣流速的增大，相當于與食品進行濕熱交換的空氣量增多，而且還能及時驅(qū)除食品表面的蒸氣，從而能顯著地加速食品的干燥速度。4、空氣的濕度當空氣為干燥介質(zhì)時，空氣越干燥，能夠容納的水分越多，食品的干燥速度越快。5、真空度水的沸點反比于真空度，在相同的溫度下，提高干燥室的真空度相當于增加了食品與空氣之間的溫差，因此能有效地加快食品內(nèi)水分的蒸發(fā)速度，并能使干制品具有酥松的結構。

二、食品干制過程的特性1、食品干制過程曲線1、食品干制過程曲線1）干燥曲線：干制過程中食品絕對水分（W絕）和干制時間（τ）的關系曲線：

W絕=f（τ）

食品絕對水分是以食品干物質(zhì)的重量作為計算基礎的食品水分1、食品干制過程曲線2）干燥速率曲線：干燥過程單位時間內(nèi)物料濕度的變化（dW脫／dτ），與該時間物料濕度（W脫）的關系曲線在干燥速率曲線上各點切線所得的斜率即為該點食品物料濕度下相應的干燥速率

dW脫／dτ=f（W脫）。1、食品干制過程曲線

3）食品溫度曲線：干燥過程食品物料溫度（T食）和干燥時間（τ）的關系曲線：

T食=f（τ）

2、食品干制過程特性1）初期加熱階段（AB）：物料加熱階段，食品溫度迅速上升到濕球溫度，干燥速率增至最大值，水分逐漸下降。2、食品干制過程特性2）恒率干燥階段（BC）：食品的干燥主要發(fā)生在此階段中，干燥速率穩(wěn)定不變，水分含量以線性方式下降，物料溫度穩(wěn)定在濕球溫度，加熱介質(zhì)提供的熱量全部消耗于水分的蒸發(fā)。2、食品干制過程特性3)降速干燥階段（CD）：當食品干制到第一臨界水分時，干燥速率開始下降，食品內(nèi)水分含量沿曲線下降，逐漸趨近于平衡水分，食品溫度逐步上升，趨向干球溫度。4)干燥末段（DE）：當食品水分達到平衡水分時，干燥速率為零，食品溫度達到干球溫度3、干制過程食品水分狀態(tài)

平衡相對濕度（ERH）——在一定溫度下，食品干燥速率為零時的空氣濕度（食品既不吸水也不蒸發(fā)水分的空氣濕度）平衡水分：脫水食品吸收空氣中的水蒸氣，直至其表面蒸汽壓與空氣的蒸汽壓互相平衡。此時的食品的水分含量為平衡水分3、干制過程食品水分狀態(tài)

吸濕水分——干物料會吸濕，當空氣濕度達到飽和時，物料從空氣中吸取的水分將達最高值，此時的平衡水分稱為吸濕水分。濕潤水分——食品水分超過吸濕水分，物料處于潮濕狀態(tài)，其表面有水分附著，形成自由水分稱潤濕水分3、干制過程食品水分狀態(tài)

潮濕食品——含潤濕水分的食品脫水——物料從潤濕水分被干制到平衡水分的過程去濕——物料從吸濕水分被干制到平衡水分的過程4、物料干制過程的濕熱傳遞1）物料給濕過程：水分從物料表面向外（周圍空氣）擴散的過程稱為給濕過程給濕強度：W——物料表面水分蒸發(fā)強度，kg.m-2.h-1；P物飽——和物料表面濕球溫度相應的飽和水蒸氣壓，kPa；P空蒸——熱空氣的水蒸氣壓，kPa；B——大氣壓，kPa；C——物料表面的給濕系數(shù)，kg.m-2.h-1.kPa。

4、物料干制過程的濕熱傳遞2）物料導濕過程：食品水分在物料內(nèi)部的轉移稱導濕。水分轉移方向和水分梯度方向相反,導濕性所引起水分轉移量：i水——物料單位時間內(nèi)單位面積上的水分轉移量，kg.m-2

.h-1；K——導濕系數(shù)，m2.h-1；γ0——單位濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)質(zhì)量，kg（干物質(zhì)）.m-3；W絕——物料水分，kg·kg-1（干物質(zhì)）。4、物料干制過程的濕熱傳遞3）導濕溫性：物料內(nèi)的溫度梯度則促使水分由高溫處向低溫處轉移的現(xiàn)象稱為導濕溫性。導濕溫性是水分傳遞的一個障礙。導濕溫性引起水分轉移量和溫度梯度成正比：3）導濕溫性K一物料導濕系數(shù)，m2.h-1；γ0—單位濕物料容積中絕干物質(zhì)質(zhì)量，kg干.m-3；

—溫度梯度，℃.m-1；δ—濕物料的導濕溫系數(shù)，1/℃或kg.kg-1（干物質(zhì)）.℃-1

4、物料干制過程的濕熱傳遞干燥過程中，濕物料內(nèi)部同時會有水分梯度（導濕性）和溫度梯度（導濕溫性）存在。若兩者方向一致，則在兩者共同的推動下水分總流量將為兩者之和，即:4、物料干制過程的濕熱傳遞在大多數(shù)干制情況下，導濕溫性常成為內(nèi)部水分擴散的阻力因素，故水分流量就應按下式計算：5、合理選用干制工藝條件1）水分蒸發(fā)強度盡可能或小于等于水分擴散率，同時應避免導濕溫性建立，以免降低食品內(nèi)部水分擴散率。2）在恒定干躁階段物料表面溫度不高于濕球溫度，在保證食品表面水分蒸發(fā)不小于導濕強度原則下，允許盡可能提高空氣溫度，因此一般食品在干燥初階段可選擇較高溫度。5、合理選用干制工藝條件3）在干燥后期降速干燥過程中，可適當降低空氣溫度和流速，降低食品表面水分蒸發(fā)強度，以免表面因受熱過度產(chǎn)生硬化、焦化。4）干燥末期，干燥末期相對濕度應根據(jù)干燥品預期水分選擇達到所要求的平衡水分。第三節(jié)食品的干燥方法及控制一、分類1、按干燥設備的特征來分類：自然干燥：曬干風干人工干燥：箱式干燥隧道式干燥輸送式干燥滾筒干燥流化床干燥噴霧干燥冷凍干燥一、干燥設備分類

2、按干燥的連續(xù)性：間歇（批次）干燥連續(xù)干燥

3、以干燥時空氣的壓力：常壓干燥真空干燥4、以干燥過程向物料供能（熱）的方法：對流干燥傳導干燥能量場作用下的干燥綜合干燥法二、干燥方法的合理選擇應根據(jù)被干燥食品物料的種類、干燥制品的品質(zhì)要求及干燥成本，綜合考慮。最佳的干燥工藝條件是指在耗熱、耗能量最少情況下獲得最好的產(chǎn)品質(zhì)量，即達到經(jīng)濟性與優(yōu)良食品品質(zhì)。常用干燥流程常用干燥方法干燥機類型適用的食品類型干燥機類型適用的食品類型

空氣對流干燥機

滾筒干燥機箱式、盤架式固體、漿狀、液體常壓式漿狀、液體隧道式固體真空式漿狀、液體連續(xù)輸送帶式漿狀、液體

真空干燥機槽型輸送帶式固體真空盤架式固體、漿狀、液體氣流提升式小塊、顆粒真空帶式漿狀、液體噴霧式液體、漿狀冷凍干燥固體、液體流化床式小塊、顆粒三、食品干制前的預處理1、干制前的熱處理滅酶、殺菌、殺死蟲卵。2、預防褐變和氧化的預處理亞硫酸鹽抑制羰氨褐變抗壞血酸、半胱氨酸等還原性物質(zhì)同樣能抑制褐變添加抗氧化劑可防止干燥時氧化。四、食品干制方法1、自然干燥1）曬干曬干是指利用太陽光的輻射能進行干燥的過程。2）風干風干是指利用濕物料的平衡水蒸氣壓與空氣中的水蒸氣壓差進行脫水干燥的過程。四、食品干制方法2、空氣對流干燥空氣對流干燥是最常見的食品干燥方法。這類干燥在常壓下進行，有間歇式（分批）和連續(xù)式；空氣既是熱源，也是濕氣的載體，且空氣有自然或強制對流循環(huán)，在不同條件下環(huán)繞濕物料。濕物料可以是固體、膏狀物料及液體。四、食品干制方法2、空氣對流干燥對流干燥熱空氣參數(shù)如溫度、相對濕度和空氣流速在干燥過程隨著時間的推移，或沿著干燥室的長度（高度）變化而改變，即干燥是在變化的條件下進行的。升高空氣的溫度會加速熱的傳遞和提高干燥速率，但在降速階段，空氣溫度直接影響到干燥品的品質(zhì)。因此，要根據(jù)物料的導濕性和導濕溫性來選擇控制干燥溫度。四、食品干制方法2、空氣對流干燥1）箱式或盤架式干燥—自然或強制通風，箱內(nèi)設有可調(diào)式分風板，物料干燥均勻。熱源可采用蒸汽、熱水、電、遠紅外，選擇廣泛。是通用干燥設備，適用范圍廣，可干燥各種物料：適用于食品、農(nóng)副產(chǎn)品、水產(chǎn)品、輕工、重工等行業(yè)物料及產(chǎn)品的加熱固化、干燥脫水。如脫水蔬菜、瓜果干、香腸、肉干等。四、食品干制方法2、空氣對流干燥1）

以橫流方式干燥食品，空氣流速以不把制品從盤中吹走為度。橫流干燥時干燥面積為盤子表面積，食品床厚度為食品堆積高度。2）

干燥空氣也可以穿流方式通過食品。當空氣高速流經(jīng)托盤時，有效干燥面積為食品表面積之和，厚度為顆粒的直徑。穿流干燥必須注意防止短路，即空氣以溝流方式穿過床層。

2、空氣對流干燥2)隧道式干燥-半連續(xù)式干燥設備熱端——高溫低濕空氣進入的一端冷端——低溫高濕空氣離開的一端濕端——濕物料進入的一端干端——干制品離開的一端順流干燥——熱端為濕端的干燥方式逆流干燥——熱端為干端的干燥方式2、空氣對流干燥

順流干燥時濕物料與高溫低濕的空氣相遇，水分蒸發(fā)非常迅速，物料的濕球溫度下降也較大，這就允許順流干燥使用高一些的空氣溫度。但物料水分蒸發(fā)過速，容易發(fā)生表面硬化，干制品內(nèi)部就會干裂并形成多孔性。而在干端，低溫高濕的空氣與即將干燥的物料相遇，水分的蒸發(fā)非常緩慢，干制品的水分含量也較高。為了提高熱量利用率和避免干燥初期因干燥率過大而出現(xiàn)軟質(zhì)水果內(nèi)裂和流汁現(xiàn)象，干燥時常循環(huán)使用部分吸濕后的熱空氣。2、空氣對流干燥逆流干燥的情況正好相反，濕物料進入隧道后遇到低溫高濕的空氣，水分蒸發(fā)比較緩慢，物料能夠全面均勻地收縮，不易發(fā)生干裂。物料在干端處已接近干燥，在高溫低濕空氣中蒸發(fā)仍較緩慢，溫度則上升到接近干球溫度，停留時間過長容易焦化，因此，干端處的溫度不宜過高。2、空氣對流干燥

3)輸送帶式干燥——帶式干燥機是成批生產(chǎn)用的連續(xù)式干燥設備，用于透氣性較好的片狀、條狀，顆粒狀物料的干燥，具有干燥速度快、蒸發(fā)強度高、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點，對脫水濾餅類的膏狀物料，需經(jīng)造?；蛑瞥蓷l狀后進行干燥。

2、空氣對流干燥

3)輸送帶式干燥——輸送帶式干燥設備可以采用順流、逆流或穿流式干燥。

帶式穿流干燥機廣泛應用于食品、農(nóng)副產(chǎn)品、脫水蔬菜、中藥材、水產(chǎn)品、土特產(chǎn)品、飼料及化工原料等加工業(yè)之片狀、條狀、塊狀和顆粒物料的脫水干燥作業(yè)。對于含水率高、而物料溫度不允許高的物料尤為合適.2、空氣對流干燥4)噴霧干燥—噴霧干燥是將液態(tài)或漿狀食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進行脫水干燥的過程

4)噴霧干燥

4)噴霧干燥干燥室內(nèi)保持真空狀態(tài)，當細霧與熱空氣接觸時，水分閃蒸掉而變成微粒下落，濕熱空氣由風機排出。因霧滴具有極大的表面積，傳熱傳質(zhì)速度極快，因此干燥時間極短，一般在2～10秒內(nèi)完成；物料溫度低，受熱損害小，適宜于熱敏食品的干燥。

4)噴霧干燥

供料系統(tǒng):壓力式和離心式壓力式:壓力噴霧時，液體借助于高壓泵的壓力，以一定速度沿噴頭斜線導流溝進入噴嘴的旋轉室，在噴嘴中央形成一股壓力等于大氣壓的空氣旋流，液體則形成圍繞空氣旋轉的環(huán)形薄膜從噴嘴噴出，然后液膜變薄并拉成絲，斷裂成液滴。

4)噴霧干燥

供料系統(tǒng):離心式:液體在高速旋轉的轉盤上受到兩種力的作用，轉盤產(chǎn)生的離心力和空氣與液體之間摩擦力。液體經(jīng)轉盤加速，以高速從轉盤的周邊以薄膜狀進入空氣，在摩擦力作用下瞬間分散成微細液滴。

4)噴霧干燥經(jīng)霧化形成的微滴與空氣的接觸可以是順流或逆流，常用的是順流。順流液滴和熱空氣同一方向進入干燥室，初期干燥迅速，干燥溫度低，適合熱敏性食品。逆流干燥的干物料與高溫空氣相遇，對熱敏食品不合適。但在逆流干燥器中，霧化的濕顆粒與部分干燥后下落，并與上升氣流帶動的較輕顆粒接觸，產(chǎn)生顆粒間的附聚，產(chǎn)品的溶解性能較好，適合吸濕性強的物料。2、空氣對流干燥5)氣流干燥——氣流干燥是將粉狀或顆粒食品懸浮在熱空氣中，在氣力輸送狀態(tài)下進行干燥6)貯倉式干燥——貯倉式干燥是為緩慢的長時間后期干燥而設計的2、空氣對流干燥7)流化床干燥——流化床干燥物料由多孔板承托。當空氣強制由下而上穿過物料床層時，如果氣流速度適當，便可得到床層體積膨脹，顆粒脫離接觸，床內(nèi)劇烈翻騰的流化床，干燥過程物料呈流化狀態(tài)，即保持緩慢沸騰狀，故也稱沸騰床干燥熱風向上穿過流化床同濕物料換熱后，濕空氣經(jīng)旋轉風分離器除塵后由排風口排出；干燥物倆由排風口排出2、空氣對流干燥流化床干燥特點：熱效率高，比一般干燥裝置可節(jié)能30%以上。床層溫度分布均勻，無局部過熱現(xiàn)象，流態(tài)化均勻，無死角現(xiàn)象。對物料表面積損傷小，可用于易碎物料的干燥，物料顆粒不規(guī)則時亦可使用，不影響效果。采用全封閉式結構，有效地防止了物料與外界的交叉污染，環(huán)境清潔，可連續(xù)作業(yè)。當用于高水分物料大批量生產(chǎn)時，可采用多臺串聯(lián)的方式以達到用要求。3、接觸式干燥1)滾筒干燥——滾筒干燥機是一種內(nèi)加熱傳導型轉動連續(xù)干燥設備。旋轉的滾筒通過其下部料槽，粘附著一厚度的料膜，熱量通過管道輸送至滾筒內(nèi)壁，傳導到滾筒外壁，再傳導給料膜，使料膜中的濕得到蒸發(fā)、脫濕、使含濕分的物料得到干燥。3、接觸式干燥1)滾筒干燥物料在滾筒上形成0.1～1.0mm厚度的薄層，圓筒內(nèi)部由蒸汽、熱水或其他加熱劑加熱。當滾筒回轉3/4～7/8周時，物料已干燥到預期的程度，被刮刀刮下。3、接觸式干燥2)真空干燥——真空干燥是利用低壓下水的沸點降低的原理，使蒸發(fā)器的傳熱推動力增大，干燥在高溫下產(chǎn)品易氧化變質(zhì)、風味易變化的熱敏食品。同時，真空干燥制品的結構酥松，容易復水3、接觸式干燥3)冷凍(升華)干燥——將食品中水分直接由冰晶體蒸發(fā)成水蒸氣的干燥過程。冷凍干燥機3)冷凍干燥冷凍干燥又稱升華干燥——是指干燥時物料的水分直接由冰晶體蒸發(fā)成水蒸氣的干燥過程。工藝流程食品原料→前處理→速凍→真空干燥→真空(或充氣)包裝→成品(1)冷凍干燥的特點:

因整個干燥過程在低溫、低氧下進行，因而凍干食品具有的優(yōu)點：1）冷凍干燥的條件最溫和，是食品干燥方法中物料溫度最低的干燥。原料風味、營養(yǎng)變化最小。最大限度地保持了原有的營養(yǎng)成分、活性物質(zhì)，如維生素C能保持在90%以上。2）凍干食品保持原有的外觀，不干裂，不收縮。(1)冷凍干燥的特點:3）凍干食品復水性和速溶性大大提高，冷凍干燥過程對物料物理結構和分子結構破壞極小，能較好保持原有體積及形態(tài)，制品容易復水恢復原有性質(zhì)與狀態(tài)，復水率達90%以上，復水時間大為縮短；4）凍干食品重量輕，便于運輸、貯存。5）凍干食品可常溫保存，在真空包裝條件下，可儲存2~3年。(1)冷凍干燥的特點:

冷凍干燥不足：生產(chǎn)成本較高干制品因多孔而易氧化，需要惰性氣體保護冷凍干燥的設備投資及操作費用較高，從加工成本看真空凍干食品的加工費是冷凍食品和罐頭食品的2倍多,但其銷售儲藏費用低.從整個加工流通過程的總成本看,是罐頭食品的1.02倍,為冷凍食品的1.28倍.(2)冷凍干燥原料預處理固態(tài)食品：切丁、切片、切條、切段非固態(tài)食品：濃縮成4％～25％的液狀體、糊狀體，（3）冷凍干燥的過程基本原理

水有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三中態(tài)相.根據(jù)熱力學中的相平衡理論,隨壓力的降低,水的冰點變化不大,而沸點卻越來越低,向冰點靠近.當壓力降到一定的真空度時,水的沸點和冰點重合,冰就可以不經(jīng)液態(tài)而直接汽化為氣體,這一過程稱為升華.（3）冷凍干燥的過程食品的真空冷凍干燥,就是在水的三相點以下,即在低溫低壓條件下,使食品中凍結的水分升華而脫去.冷凍干燥時，被干燥的物料首先要進行預凍，然后在高真空狀態(tài)下進行升華，物料內(nèi)的水的溫度必須保持在三相點以下。冷凍干燥的過程包括：①物料的凍結

②物料的干燥

①物料的凍結物料的凍結有兩種方法：自凍法—自凍法是利用物料表面水分蒸發(fā)時從它本身吸收汽化潛熱，使物料溫度下降，直至它達到凍結點時物料水分自行凍結的方法。預凍法—預凍法是干燥前用常規(guī)的凍結方法，將物料預先凍結。凍結速率的控制—較大的冰晶體，干制速度快，制品多孔性好。②物料的干燥冷凍干燥的干燥過程包括兩個不同的步驟：

升華解吸它們可以在同一干燥室中進行，也可在不同干燥室進行。②物料的干燥

升華——也稱初步干燥，是冷凍干燥的主體部分。凍結物料中的水分在真空條件下要達到純粹的、強烈的升華。其主要條件：

干燥室絕對壓力熱量供給物料溫度升華主要條件a．絕對壓力：真空室內(nèi)的絕對壓力（總壓力）應保持低于物料內(nèi)冰晶體的飽和水蒸氣壓，保證物料內(nèi)的水蒸氣向外擴散

不同溫度下冰的蒸汽壓和升華熱溫度（℃）0-10-20-30-40-50蒸汽壓（Pa）610.2260.0103.539.4612.934.00升華熱（Kc/Kg）678672668662659656升華主要條件C．溫度控制：過度加熱會引起物料溫度升高，當料溫超過冰晶開始融化溫度時，溶液自由沸騰，使溶液中揮發(fā)性的芳香物質(zhì)損失增加，容易引起泡沫或充氣膨脹，液相沸騰的蒸汽氣流帶走一些顆粒而造成損失。

C．溫度控制：

一般食品物料的開始融化的溫度tim：-21~-51℃

允許融化的溫度tam：-10~-32℃②物料的干燥解析：

當冰晶體全部升華后，此時的物料仍有5％以上沒有凍結而被物料牢牢吸附著的水，必須用比初期干燥較高的溫度和較低的絕對壓力，才能促使這些水分轉移，使產(chǎn)品的含水量降至能在室溫下長期儲藏的水平，稱為二次干燥。(3)．冷凍干燥的干燥速率的提高采用一定方法強化干燥過程的傳熱傳質(zhì)過程，可以提高干燥速率。強化途徑有：（1）對物料的預處理（2）采用組合干燥工藝（3）常壓凍干技術（4）干燥箱內(nèi)加通風攪拌裝置（5）加熱方式的選擇和加熱溫度的控制(3)．冷凍干燥的干燥速率的提高采用一定方法強化干燥過程的傳熱傳質(zhì)過程，可以提高干燥速率。強化途徑有：（6）提高已干層導熱性（7）刮除已干層，降低傳導阻力（8）改變干燥室壓力，提高升華溫度（9）改進低溫冷凝的方法（10）添加凍干添加劑凍干添加劑（1）防凍劑可防止或減少含活性物質(zhì)的細胞在凍結、升華或貯存中因細胞膜破裂、細胞脫水、細胞質(zhì)濃縮等物理化學原因而死亡；還可提供給活體制品營養(yǎng)基質(zhì)，防止胞內(nèi)水的過度干燥，維持加工、貯運中最低代謝和呼吸強度所需的最低限度水分平衡，延長貯存期，達到最高存活率。對于保持酶制劑的生理活性同樣起著重要作用。常用的防凍劑有甘油、二甲亞礬、聚乙烯砒咯烷酮（PVP）、蔗糖、多肽、醋酸鈉等。凍干添加劑（2）抗氧化劑可防止或減少貯存中的氧化作用。常用的抗氧化劑有：氨基酸、卵磷脂、蛋白質(zhì)水解物、硫代硫酸鈉、異抗壞血酸、抗壞血酸鈉，以及類脂類抗氧化劑，如去甲二氫愈創(chuàng)木脂酸（NDGA）、叔丁基羥基茵香醚（BHA）等。（3）美拉德反應消除劑可減少加工及貯藏中美拉德反應對制品質(zhì)量的破壞作用。常用的美拉德反應消除劑有谷氨酸鈉、亞硫酸鈉、沒食子酸等。凍干添加劑（4）自由基抑制劑可減少自由基參與的質(zhì)量破壞反應。常用的自由基抑制劑有硫脈、碘化鈉等。（5）酸堿度調(diào)整劑在冷凍干燥、儲藏過程中，將生物制品PH值調(diào)整到活性物質(zhì)最穩(wěn)定區(qū)域。

常用的酸堿度調(diào)整劑有檸檬酸、磷酸、酒石酸、氨基酸、山梨醇、乙二胺四乙酸（EDTA）等。凍干添加劑（6）緩沖劑蛋白質(zhì)具有兩性電解質(zhì)，既能和酸作用又能和堿作用。在中性環(huán)境中，大多數(shù)蛋白質(zhì)是穩(wěn)定的，由于蛋白質(zhì)溶液在凍結過程中溶液的濃度是逐漸升高的，所以在高濃度時可改變?nèi)芤旱腜H值，PH值變化4個單位導致蛋白質(zhì)變性，使生物制品失活。因此在凍干保護劑配方中，需添加適量緩沖劑。如，磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、脫脂乳、氯化鉀等。凍干添加劑（7）填充劑對于無定形食品可起支持固體和晶體顆粒的骨架作用，可防止有效組分隨水蒸氣一起升華逸散。常用填充劑有甘露糖醇、肌醇、葡聚糖、乳糖。甘氨酸、聚乙烯砒咯烷酮、膠體物質(zhì)等。甘露醇、甘氨酸不但可提高無定形溶質(zhì)及制品結構的剛性，減少崩解，甘氨酸還可將球蛋白制品的溶解時間從40mn減少到lmin。三聚磷酸鹽是一種廣譜綜合保護劑，可螫合與蛋白質(zhì)牢固結合的鈣、鎂離子，使制品PH值保持在9．5左右，增高制品結合水的含量，從而使肉制品嫩度提高，脂肪酸敗減少。凍干添加劑第四節(jié)食品在干制過程中的主要變化一、物理變化1、溶質(zhì)遷移現(xiàn)象2、干縮、干裂3、表面硬化4、物料內(nèi)多孔性的形成5、熱塑性一、物理變化1、溶質(zhì)遷移現(xiàn)象食品物料中溶質(zhì)，當水分在干燥過程中隨之由內(nèi)向表面遷移，食品干燥時表層收縮使深層受到壓縮，液態(tài)成分向表層移動。溶液到達表面后，水分汽化逸出，溶質(zhì)被濃縮，造成干制品內(nèi)部可溶物質(zhì)分布的不均勻，愈接近表面，溶質(zhì)愈多。當表層溶液的濃度逐漸增高，內(nèi)層溶液的濃度仍未變化，于是在濃度差的推動下表層溶液中的溶質(zhì)便向內(nèi)層擴散。在干燥中出現(xiàn)了兩股方向相反的物質(zhì)流：第一股物質(zhì)流把溶質(zhì)通過溶劑帶往物料表面第二股物質(zhì)流因濃差擴散而使溶質(zhì)重新回到內(nèi)部，使溶質(zhì)分布均勻化。一、物理變化2、干縮、干裂干縮——細胞壁結構有一定的彈性和硬度，即使細胞死亡，它們?nèi)员３植煌潭鹊膹椥?。但應力作用下增大到一定?shù)值，超過了細胞的彈性限度，發(fā)生了結構的屈服，在應力消失后細胞無法恢復原有形態(tài)，便產(chǎn)生了干縮。干裂——當物料在中心干燥之前表面已經(jīng)干燥變硬了，中心干燥收縮時就脫離干硬膜出現(xiàn)內(nèi)裂（孔隙和蜂窩狀結構）。一、物理變化脫水干制時，胡蘿卜丁形態(tài)的變化：一、物理變化3、表面硬化表面硬化實際上是食品物料表面收縮和封閉的一種特殊現(xiàn)象。如物料表面溫度很高，就會因為內(nèi)部水分未能及時轉移至物料表面使表面迅速形成一層干燥薄膜或干硬膜。干硬膜的滲透性極低，以致將大部分殘留水分阻隔在食品內(nèi)，同時還使干燥速率急劇下降。

一、物理變化

4、物料內(nèi)多孔性的形成

快速干燥時物料表面硬化及其內(nèi)部蒸汽壓的迅速建立會促使物料成為多孔性制品。多孔性食品能迅速復水或溶解，提高其食用的方便性，但也帶來保藏性的問題。一、物理變化5、熱塑性不少食品具有熱塑性，即溫度升高時會軟化甚至有流動性，而冷卻時變硬，具有玻璃體的性質(zhì)。

二、干燥過程食品的化學變化二、干燥過程食品的化學變化1、脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響：

糖（碳水化合物）—果糖和葡萄糖在高溫下易于分解，高溫加熱碳水化合物含量較高的食品，極易焦化；而緩慢曬干過程中初期的呼吸作用也會導致糖分分解。還原糖還會和氨基酸反應而產(chǎn)生褐變。二、干燥過程食品的化學變化1、脫水干燥對食品營養(yǎng)成分的影響：

脂肪氧化—動物組織高溫脫水時脂肪氧化是主要問題，脂肪氧化與干燥時的溫度和氧氣量有關。通常情況下，高溫常壓干燥比低溫真空干燥引起的氧化現(xiàn)象嚴重得多。為了抑制干制時的脂肪氧化，常常在干燥前添加抗氧化劑。維生素氧化—水溶性維生素被氧化：維生素C和胡蘿卜素易因氧化而遭受損失；核黃素對光極其敏感；硫胺素對熱敏感，故干燥處理時常會有所損耗。二、干燥過程食品的化學變化2、脫水干燥對食品色素的影響

色素變化—天然綠色是葉綠素a和葉綠素b的混合物。葉綠素呈現(xiàn)綠色的能力和色素分子中的鎂有關。濕熱條件下葉綠素將失去鎂原子而轉化成脫鎂葉綠素，呈橄欖