食品专业食品干制幻灯片.ppt
食品专业 食品干制第1页，共127页，编辑于2022年，星期三食食品品干干制制保保藏藏法法：指指在在自自然然条条件件或或人人工工控控制制条条件件下下，使使食食品品中中的的水水分分降降低低到到足足以以防防止止腐腐败败变变质质的的水水平平，并并始终保持低水分的保藏方法。始终保持低水分的保藏方法。最最古古老老的的食食品品保保藏藏方方法法，加加热热除除去去食食品品中中85%85%的的水水分分，即即干干燥燥或或干干制制。早早在在18751875年年，将将片片状状蔬蔬菜菜堆堆在在室室内内，通通入入4040的的热热空空气气促促进进干干燥燥，与与罐罐头头食食品品生生产产技技术术同同时时出出现现。2020世世纪纪初初，热热风风干干燥燥生生产产的的脱脱水水蔬菜大量工业化生产。蔬菜大量工业化生产。第2页，共127页，编辑于2022年，星期三第五章 食品干制第一节第一节 食品干制原理食品干制原理第二节第二节 食品干制过程食品干制过程第三节第三节 常用食品干制方法常用食品干制方法第四节第四节 干制和干藏过程中食品品质的变化干制和干藏过程中食品品质的变化第五节第五节 干制食品的储藏与运输干制食品的储藏与运输第六节第六节 中间水分食品中间水分食品第3页，共127页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 食品干制原理食品干制原理一、食品中的水分一、食品中的水分食品中的水分有以下三种状态：食品中的水分有以下三种状态：化合水：化合水：以严格的比例组成物质的分子，只在高温或发生化学反应以严格的比例组成物质的分子，只在高温或发生化学反应时才能逸出，干燥不能脱除，一旦脱除物质的结构破坏。时才能逸出，干燥不能脱除，一旦脱除物质的结构破坏。结合水：结合水：被物质吸附结合的水，不参与化学反应，不微生物利用，被物质吸附结合的水，不参与化学反应，不微生物利用，能脱除，但脱除需要一定的能量。能脱除，但脱除需要一定的能量。自由水：自由水：存在于食品的微毛细管和大毛细管中，干燥时很容易释出。存在于食品的微毛细管和大毛细管中，干燥时很容易释出。第4页，共127页，编辑于2022年，星期三食品的平衡水分：食品的平衡水分：在一定湿度和相对湿度下，食品内的蒸汽压与外在一定湿度和相对湿度下，食品内的蒸汽压与外界空气的蒸汽压平衡时食品中的水分含量。界空气的蒸汽压平衡时食品中的水分含量。水分活度水分活度(A(Aw w)：食品体系中，内部水蒸气压与同温度下纯水的水蒸食品体系中，内部水蒸气压与同温度下纯水的水蒸气压之比，即：气压之比，即：Aw=p/pAw=p/p0S0S水分活度就是食品中水的逸度与纯水的逸度之比，反应的是水分活度就是食品中水的逸度与纯水的逸度之比，反应的是食品中水分被束缚的程度。在食品加工和保藏中，决定食品品质食品中水分被束缚的程度。在食品加工和保藏中，决定食品品质和性状的不是总有含水量，而是水分活度。和性状的不是总有含水量，而是水分活度。而水分含量是水分占食品总质量的百分数，相对湿度是空气被而水分含量是水分占食品总质量的百分数，相对湿度是空气被水饱和的程度。水饱和的程度。第5页，共127页，编辑于2022年，星期三水分等温吸附曲线：水分等温吸附曲线：反映食品反映食品含水量、相对湿度和水分活度的含水量、相对湿度和水分活度的关系曲线。将水分含量较小的食关系曲线。将水分含量较小的食品置于相对湿度较大的环境中，品置于相对湿度较大的环境中，食品会吸收空气中的水分至达到食品会吸收空气中的水分至达到平衡；相反，将水分含量较大的平衡；相反，将水分含量较大的食品置于相对湿度较小的环境中，食品置于相对湿度较小的环境中，食品中的水分会不断散失到空气食品中的水分会不断散失到空气中至达到平衡。中至达到平衡。水分活度水分活度含含水水量量/%5 51.01.03030相对湿度相对湿度/%/%0.10.10.50.52020101080805050第6页，共127页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 食品干制原理食品干制原理 二、食品干制保藏的原理二、食品干制保藏的原理 降低食品的水分活度降低食品的水分活度(Aw)(Aw)，可抑制微生物的生长，可抑制微生物的生长发育、酶促反应，氧化反应及非酶褐变的发生，发育、酶促反应，氧化反应及非酶褐变的发生，从而使脱水食品的储藏稳定性增强。当食品的从而使脱水食品的储藏稳定性增强。当食品的AwAw为其单分子吸附水所对应值时，脱水食品即获得为其单分子吸附水所对应值时，脱水食品即获得最佳的储藏质量最佳的储藏质量。第7页，共127页，编辑于2022年，星期三 Aw Aw与微生物活性的关系与微生物活性的关系 水分活度水分活度(Aw)(Aw)：是某种食品体系中，内部水蒸气压与同温度下是某种食品体系中，内部水蒸气压与同温度下纯水的水蒸气压之比。纯水的水蒸气压之比。食品中的游离水和结合水用水分子的逃逸趋势食品中的游离水和结合水用水分子的逃逸趋势(逸度逸度)来反映，食品来反映，食品中水的逸度与纯水的逸度之比为水分活度中水的逸度与纯水的逸度之比为水分活度AwAw。水逃逸的趋势可近。水逃逸的趋势可近似地用水的蒸汽压来表示。似地用水的蒸汽压来表示。Aw Aw 数值的大小反映了被结合力固定的数值的大小反映了被结合力固定的多少；多少；AwAw越小水被结合的力就越大，水被利用的程度就越难。越小水被结合的力就越大，水被利用的程度就越难。食食品中的水分含量不足以判定食品的稳定性，如鲜肉与咸肉。品中的水分含量不足以判定食品的稳定性，如鲜肉与咸肉。第8页，共127页，编辑于2022年，星期三便携式水分活度测定仪便携式水分活度测定仪第9页，共127页，编辑于2022年，星期三 水分活度与微生物的发育：水分活度与微生物的发育：细菌生长发育的最低细菌生长发育的最低AwAw：0.90(0.94)0.90(0.94)酵母菌生长发育的最低酵母菌生长发育的最低AwAw：0.880.88真菌生长发育的最低真菌生长发育的最低AwAw：0.80(0.75)0.80(0.75)霉菌能忍受更低的水分活度，是干制品常见的腐霉菌能忍受更低的水分活度，是干制品常见的腐败菌，干制品的败菌，干制品的AwAw降到降到0.700.70以下。以下。第10页，共127页，编辑于2022年，星期三最普通酵母菌最普通酵母菌0.601.00.950.90.850.80.750.70.65无限期无限期12年年干制品干制品12个月个月盐分或糖分含量很高的食品盐分或糖分含量很高的食品12周周许多腌肉制品许多腌肉制品12天天大部分新鲜食品如鱼、禽、大部分新鲜食品如鱼、禽、水果和蔬菜水果和蔬菜耐渗透压酵耐渗透压酵母菌和霉菌母菌和霉菌嗜盐细菌嗜盐细菌最普通霉菌最普通霉菌葡萄球菌葡萄球菌(需氧需氧)葡萄球菌葡萄球菌(厌氧厌氧)肉毒杆菌肉毒杆菌最普通菌最普通菌水分活度与微生物生长活动的关系水分活度与微生物生长活动的关系第11页，共127页，编辑于2022年，星期三常见食品的含水量和水分活度常见食品的含水量和水分活度食品食品水分含量水分含量%水分活度水分活度冰冰1001001.001.00鲜肉鲜肉70700.9850.985面包面包40400.960.96面粉面粉14.514.50.720.72通心粉通心粉10100.450.45饼干饼干5.05.00.200.20奶粉奶粉3.53.50.110.11土豆片土豆片1.51.50.080.08第12页，共127页，编辑于2022年，星期三第13页，共127页，编辑于2022年，星期三 水分活度与芽孢的形成和毒素的关系：水分活度与芽孢的形成和毒素的关系：芽孢的形成一般需要比营养细胞发育更高的水分活度。通常产芽孢的形成一般需要比营养细胞发育更高的水分活度。通常产毒菌的水分活度高于生长的水分活度，如金黄色葡萄球菌当毒菌的水分活度高于生长的水分活度，如金黄色葡萄球菌当水分活度为水分活度为0.860.86时能生长，但产毒素需要水分活度时能生长，但产毒素需要水分活度0.870.87以上。以上。中毒菌的毒素产生量随水分活度的降低而减少，当水分活度中毒菌的毒素产生量随水分活度的降低而减少，当水分活度降低到某个值时，毒素的产生量急剧下降，甚至不产毒素。降低到某个值时，毒素的产生量急剧下降，甚至不产毒素。食品原料所污染的中毒菌在干制前没有产生毒素，干制后也不会产食品原料所污染的中毒菌在干制前没有产生毒素，干制后也不会产生毒素。干制前毒素已经产生，干制后难以破坏这些毒素，食用这生毒素。干制前毒素已经产生，干制后难以破坏这些毒素，食用这种脱水食品后很可能导致食物中毒。种脱水食品后很可能导致食物中毒。第14页，共127页，编辑于2022年，星期三 水分活度与微生物的耐热性：水分活度与微生物的耐热性：随水分活度的降低微生物的耐热性逐渐增大。降低水分活度可随水分活度的降低微生物的耐热性逐渐增大。降低水分活度可有效抑制微生物的生长，但增大了微生物的耐热性。有效抑制微生物的生长，但增大了微生物的耐热性。食品的食品的干制虽是加热过程，但不代替杀菌，即脱水食品并非无菌。干制虽是加热过程，但不代替杀菌，即脱水食品并非无菌。干燥食品中携带的干燥状态的葡萄球菌、结核杆菌在干干燥食品中携带的干燥状态的葡萄球菌、结核杆菌在干燥状态下能存活几个月，芽孢可存活燥状态下能存活几个月，芽孢可存活1 1年以上，干酵母年以上，干酵母可存活可存活2 2年，黑曲霉孢子可存活年，黑曲霉孢子可存活6 61010年。故脱水干燥也年。故脱水干燥也常用于菌种保藏。常用于菌种保藏。第15页，共127页，编辑于2022年，星期三 Aw Aw与酶的关系与酶的关系 Aw Aw降到单分子吸附水所对应的值以下时，或食品所含水分降到单分子吸附水所对应的值以下时，或食品所含水分不足以形成单分子吸附层时，此时水分含量降至不足以形成单分子吸附层时，此时水分含量降至1%1%以下，以下，酶无活性。酶无活性。Aw Aw高于单分子吸附水所对应的值时，酶的活性随高于单分子吸附水所对应的值时，酶的活性随AwAw的的增加而增大。增加而增大。Aw Aw超过多层水所对应的值后，酶的活性显著增大。超过多层水所对应的值后，酶的活性显著增大。第16页，共127页，编辑于2022年，星期三1.1.水分吸附等温线水分吸附等温线(在恒定温度下水分含量与水分活度的关系在恒定温度下水分含量与水分活度的关系)2.2.脂酶活性与水分活度的关系脂酶活性与水分活度的关系第17页，共127页，编辑于2022年，星期三补充：单分子吸附水补充：单分子吸附水单分子层水：单分子层水：指与食品中非水成分的强极性基团如羧指与食品中非水成分的强极性基团如羧基、氨基、羟基等直接以氢键结合的第一个水分子层。基、氨基、羟基等直接以氢键结合的第一个水分子层。结合能力强，难蒸发，不能被微生物所利用。食品干结合能力强，难蒸发，不能被微生物所利用。食品干燥后安全贮藏的水分含量要求为该食品的单分子层水。燥后安全贮藏的水分含量要求为该食品的单分子层水。多分子层水：多分子层水：是指单分子层水之外是指单分子层水之外的几个水分子层包含的几个水分子层包含的水。的水。第18页，共127页，编辑于2022年，星期三 Aw Aw与非酶褐变的关系与非酶褐变的关系 美拉德褐变的最大速度在美拉德褐变的最大速度在Aw0.6Aw0.60.90.9之间，之间，AwAw小于小于0.60.6或大于或大于0.90.9，非酶褐变速度减少，非酶褐变速度减少，AwAw等于等于0 0或或1 1非非酶褐变停止。酶褐变停止。原因：原因：AwAw的增大使参与褐变反应的物质浓度增加，的增大使参与褐变反应的物质浓度增加，且在食品内部的流动性改善，褐变速度加快。且在食品内部的流动性改善，褐变速度加快。AwAw超过超过0.90.9参与褐变物质被稀释，且水分为褐变产物之一，参与褐变物质被稀释，且水分为褐变产物之一，水分增加褐变反应受抑制。水分增加褐变反应受抑制。第19页，共127页，编辑于2022年，星期三褐褐变变速速度度非酶褐变与水分活度的关系：非酶褐变与水分活度的关系：最大速度在最大速度在Aw0.6Aw0.60.90.9之间，之间，AwAw小于小于0.60.6或或大于大于0.90.9，非酶褐变速度减少，非酶褐变速度减少，AwAw等于等于0 0或或1 1非酶褐变停止。非酶褐变停止。00.20.40.60.81.0水分活度水分活度第20页，共127页，编辑于2022年，星期三 Aw Aw与脂肪氧化作用的关系与脂肪氧化作用的关系 食品的食品的AwAw小于单分子吸收水对应的小于单分子吸收水对应的AwAw时，脂肪和色素的氧化时，脂肪和色素的氧化速度随速度随AwAw的降低而增大，此时的脂质氧化为自动氧化。的降低而增大，此时的脂质氧化为自动氧化。原因是原因是部分极性基团失去水的保护与氧接触发生氧化反应。部分极性基团失去水的保护与氧接触发生氧化反应。食品的食品的AwAw等于单分子吸收水对应的等于单分子吸收水对应的AwAw时，氧化速度最慢。时，氧化速度最慢。原因是极性原因是极性基团均以等摩尔比与水分子结合而受到保护，抑制了脂质的氧化。基团均以等摩尔比与水分子结合而受到保护，抑制了脂质的氧化。食品的食品的AwAw大于单分子吸收水对应的大于单分子吸收水对应的AwAw时，脂质氧化表现为脂质的水解，时，脂质氧化表现为脂质的水解，氧化速度随氧化速度随AwAw的降低而减小。的降低而减小。原因是水分含量升高，大分子肿胀原因是水分含量升高，大分子肿胀暴露出更多的催化部位，酶及金属催化剂流动性提高，氧溶解暴露出更多的催化部位，酶及金属催化剂流动性提高，氧溶解度增加，加快脂质氧化。度增加，加快脂质氧化。第21页，共127页，编辑于2022年，星期三 Aw Aw与营养成分的影响与营养成分的影响AwAw对维生素对维生素C C的影响：的影响：随随AwAw的增加维生素的增加维生素C C的降解的降解速度加快。速度加快。AwAw对淀粉老化的影响：对淀粉老化的影响：影响淀粉老化的因素主要影响淀粉老化的因素主要是温度，是温度，AwAw较高时老化速度快，较高时老化速度快，AwAw较低时老化较低时老化速度慢。速度慢。AwAw对蛋白质变性的影响：对蛋白质变性的影响：AwAw增大加快蛋白质的氧化增大加快蛋白质的氧化作用，导致蛋白质变性。作用，导致蛋白质变性。AwAw对水溶性色素的影响：对水溶性色素的影响：花青素溶于水中不稳定，花青素溶于水中不稳定，干制品中的较稳定。干制品中的较稳定。第22页，共127页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 食品干制原理食品干制原理总之，总之，AwAw是影响干制品储藏稳定性的重要因素。降是影响干制品储藏稳定性的重要因素。降低干制品的低干制品的AwAw，可抑制微生物的生长发育、酶促反，可抑制微生物的生长发育、酶促反应，氧化反应及非酶褐变的发生，从而使脱水食品应，氧化反应及非酶褐变的发生，从而使脱水食品的储藏稳定性增强。当食品的的储藏稳定性增强。当食品的AwAw为其单分子吸附水为其单分子吸附水所对应值时，脱水食品即获得最佳的储藏质量所对应值时，脱水食品即获得最佳的储藏质量。第23页，共127页，编辑于2022年，星期三第五章第五章 食品干制食品干制第一节第一节 食品干制原理食品干制原理第二节第二节 食品干制过程食品干制过程第三节第三节 常用食品干制方法常用食品干制方法第四节第四节 干制和干藏过程中食品品质的变化干制和干藏过程中食品品质的变化第五节第五节 干制食品的储藏与运输干制食品的储藏与运输第六节第六节 中间水分食品中间水分食品第24页，共127页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 食品干制过程食品干制过程食品的干制过程：食品的干制过程：就是食品物料从干燥介质中吸收足就是食品物料从干燥介质中吸收足够的热量，使其所含水分向表面转移并排放到环境中，够的热量，使其所含水分向表面转移并排放到环境中，从而导致其含水量不断下降的过程。从而导致其含水量不断下降的过程。包括热量交换和质量交换包括热量交换和质量交换(水分及其它挥发物质逃逸水分及其它挥发物质逃逸)两个过程，这两个过程反应了湿热传递过程的特性和规两个过程，这两个过程反应了湿热传递过程的特性和规律，也就是食品干燥的机理。律，也就是食品干燥的机理。第25页，共127页，编辑于2022年，星期三质量转移：质量转移：食品中的水分子从内部迁移到表面，再从表面食品中的水分子从内部迁移到表面，再从表面转移到空气的过程，或质量交换。转移到空气的过程，或质量交换。热量传递：热量传递：热空气中的热量从空气传到食品表面，再热空气中的热量从空气传到食品表面，再由表面传到食品内部的过程，或热量交换。由表面传到食品内部的过程，或热量交换。食品干燥的快慢取决于食品与环境间的热交换与质量食品干燥的快慢取决于食品与环境间的热交换与质量交换，与食品的内部因素比热、导热系数、导温系数交换，与食品的内部因素比热、导热系数、导温系数等有关，也与外部条件有关。等有关，也与外部条件有关。第26页，共127页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 食品干制过程食品干制过程一、食品的热物理性质一、食品的热物理性质二、影响湿热传递的外部因素二、影响湿热传递的外部因素三、干燥过程中食品的湿热传递三、干燥过程中食品的湿热传递第27页，共127页，编辑于2022年，星期三一、食品的热物理性质一、食品的热物理性质 食品的比热：食品的比热：比热是单位质量的物质温度升高比热是单位质量的物质温度升高11吸收的热量或降低吸收的热量或降低11释放的热量。食品的释放的热量。食品的比热由食品中干物质的比热与所含水分的比热比热由食品中干物质的比热与所含水分的比热来决定：来决定：C C食食=C=C干干(C(C水水C C干干)W/100)W/100C C水水为为4.19kJ4.19kJkgkg-1-1K K-1-1,C,C干干为为1.261.261.68kJ1.68kJkgkg-1-1K K-1-1。第28页，共127页，编辑于2022年，星期三食品的导热系数：食品的导热系数：导热系数是导热系数是1 1小时内通过小时内通过1 1平方米面积传平方米面积传递的热量，导热系数低的材料为保温材料。食品是多相递的热量，导热系数低的材料为保温材料。食品是多相态混合体系，其导热系数由多个组成部分：态混合体系，其导热系数由多个组成部分：=固固+混混+对对+水水+辐辐 固固为食品固形物的导热系数；为食品固形物的导热系数；混混为食品中液体和蒸为食品中液体和蒸气混合物的传热系数；气混合物的传热系数；对对为食品中空气的对流传热系为食品中空气的对流传热系数；数；水水为食品内水分迁移时的传热系数；为食品内水分迁移时的传热系数；辐辐为辐射为辐射传热系数。传热系数。第29页，共127页，编辑于2022年，星期三食品的导热系数取决于含水量和温度，随含水量的食品的导热系数取决于含水量和温度，随含水量的降低，导热系数减小，水蒸发后空气进入食品，导降低，导热系数减小，水蒸发后空气进入食品，导热性变差，导热系数与水分含量的关系：热性变差，导热系数与水分含量的关系：=0.07+0.00233W=0.07+0.00233W导热系数与温度的关系呈线性关系，即温度升高，导热系数与温度的关系呈线性关系，即温度升高，导热系数增大导热系数增大。第30页，共127页，编辑于2022年，星期三食品的导温系数：食品的导温系数：是物体在加热或冷却时，各是物体在加热或冷却时，各部分温度趋于一致的能力，导温系数越大，物体部分温度趋于一致的能力，导温系数越大，物体内部温度传播的速率越高。食品的导温系数是表内部温度传播的速率越高。食品的导温系数是表示食品加热或冷却快慢的物理量。示食品加热或冷却快慢的物理量。食品的温度和含水量是影响导温系数的主要因素。食品的温度和含水量是影响导温系数的主要因素。温度升高，导温系数增大。温度升高，导温系数增大。第31页，共127页，编辑于2022年，星期三小麦导温系数与含水量关系：小麦导温系数与含水量关系：在某含水量下，小麦的导温系在某含水量下，小麦的导温系数会出现极大值，温度升高，导温系数增大。数会出现极大值，温度升高，导温系数增大。第32页，共127页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 食品干制过程食品干制过程一、食品的热物理性质一、食品的热物理性质二、影响湿热传递的外部因素二、影响湿热传递的外部因素三、干燥过程中食品的湿热传递三、干燥过程中食品的湿热传递第33页，共127页，编辑于2022年，星期三二、影响湿热传递的外部因素二、影响湿热传递的外部因素食品干制过程的湿热传递速度除受比热容、导热系数、食品干制过程的湿热传递速度除受比热容、导热系数、导温系数等内在因素外，还受食品物料本身、干燥工导温系数等内在因素外，还受食品物料本身、干燥工艺参数等外部条件的影响，主要有以下艺参数等外部条件的影响，主要有以下7 7全方面：全方面：食品物料的组成和结构：食品物料的组成和结构：食品成分在物料中的位置食品成分在物料中的位置、溶质浓度、结合水的状态、细胞结构等都影响热与、溶质浓度、结合水的状态、细胞结构等都影响热与水分的传递，影响干燥的速度与最终产品的质量。水分的传递，影响干燥的速度与最终产品的质量。第34页，共127页，编辑于2022年，星期三二、影响湿热传递的外部因素二、影响湿热传递的外部因素物料的表面积：物料的表面积：表面积越大与介质接触面积越大，水表面积越大与介质接触面积越大，水分蒸发的面积增大，湿热传递的速度加快。相同容积的分蒸发的面积增大，湿热传递的速度加快。相同容积的食品，表面积增大意味着传热和传质的距离缩短，湿热食品，表面积增大意味着传热和传质的距离缩短，湿热传递的速度加快。传递的速度加快。干燥介质的温度：干燥介质的温度：食品初温一定时，介质温度越高，即食品初温一定时，介质温度越高，即传热温差越大，传递速度越快。传热温差越大，传递速度越快。空气的相对湿度：空气的相对湿度：相对湿度越低，食品表面与空气的水相对湿度越低，食品表面与空气的水蒸气压差越大，传热越快。空气湿度决定食品的干燥程度，蒸气压差越大，传热越快。空气湿度决定食品的干燥程度，干燥食品的最小水分含量与空气相对湿度相对应。干燥食品的最小水分含量与空气相对湿度相对应。第35页，共127页，编辑于2022年，星期三空气流速：空气流速：空气流速加快，对流换热系数增大，增加空气与空气流速加快，对流换热系数增大，增加空气与食品接触的频率。食品接触的频率。真空度：真空度：食品处于真空条件下干燥时，水分会在较低的温食品处于真空条件下干燥时，水分会在较低的温度下蒸发，温度恒定时提高真空度，可以加快水分蒸发的速度下蒸发，温度恒定时提高真空度，可以加快水分蒸发的速度。度。物料干燥温度：物料干燥温度：水分从食品物料表面蒸发物料温度下降，水分从食品物料表面蒸发物料温度下降，所以干燥时不管干燥的空气温度多高，物料的温度都不会所以干燥时不管干燥的空气温度多高，物料的温度都不会高于空气温度。随物料水分降低，蒸发速率减慢，物料温高于空气温度。随物料水分降低，蒸发速率减慢，物料温度升高，当物料中自由水蒸发后物料的温度接近空气温度。度升高，当物料中自由水蒸发后物料的温度接近空气温度。对热敏性物料应在物料高温达到前及时从干燥塔中取出。对热敏性物料应在物料高温达到前及时从干燥塔中取出。第36页，共127页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 食品干制过程食品干制过程一、食品的热物理性质一、食品的热物理性质二、影响湿热传递的外部因素二、影响湿热传递的外部因素三、干燥过程中食品的湿热传递三、干燥过程中食品的湿热传递第37页，共127页，编辑于2022年，星期三三、干燥过程中食品的湿热传递三、干燥过程中食品的湿热传递 干燥过程的特性干燥过程的特性食食品品在在干干燥燥过过程程中中水水分分含含量量逐逐渐渐减减少少、干干燥燥速速率率逐逐渐渐变变低低、食食品品温温度度不不断断上上升升。干干燥燥过过程程的的特特性性可可用用干干燥燥曲曲线线、干干燥燥速速度度曲曲线线及及温温度度曲曲线线来进行分析和描述。来进行分析和描述。第38页，共127页，编辑于2022年，星期三干燥曲线干燥曲线干燥速率曲线干燥速率曲线干燥温度曲线干燥温度曲线1.1.干燥曲线干燥曲线(含水量与干燥时间含水量与干燥时间)2.2.干燥速率曲线干燥速率曲线(含水量与干燥速度含水量与干燥速度)3.3.干燥温度曲线干燥温度曲线(含水量与温度含水量与温度)第39页，共127页，编辑于2022年，星期三食食品品含含水水量量/g干燥时间干燥时间/hW平平K1第一临第一临界水分界水分干燥曲线或水分含量曲线：干燥曲线或水分含量曲线：食品含水量随干燥时间而变食品含水量随干燥时间而变化的关系曲线。干燥开始时，化的关系曲线。干燥开始时，食品含水量几乎不变，此为食品含水量几乎不变，此为物料加热阶段，随后直线下物料加热阶段，随后直线下降，某个含水量以下时含水降，某个含水量以下时含水量下降速度放慢，最后达平量下降速度放慢，最后达平衡含水量，干燥过程停止。衡含水量，干燥过程停止。第40页，共127页，编辑于2022年，星期三干燥速度曲线：干燥速度曲线：干燥过程中任干燥过程中任何时间的干燥速度与该时间的食何时间的干燥速度与该时间的食品绝对水分之间的关系曲线。品绝对水分之间的关系曲线。含含水量有较小变化时干燥速度由水量有较小变化时干燥速度由零增加到最大值，并在随后的零增加到最大值，并在随后的干燥中保持不变，称恒率干燥干燥中保持不变，称恒率干燥期期,含水量降到第含水量降到第1 1临界点时，临界点时，干燥速度下降进入降率干燥期。干燥速度下降进入降率干燥期。降率干燥期降率干燥期恒率干燥期恒率干燥期大大小小干干燥燥速速度度含水量含水量%第41页，共127页，编辑于2022年，星期三干燥温度曲线：干燥温度曲线：干燥过程中食品干燥过程中食品温度与其含水量之间关系的曲线温度与其含水量之间关系的曲线。起始温度很快上升至湿球温度，恒起始温度很快上升至湿球温度，恒率干燥期温度不变，吸收的热量用率干燥期温度不变，吸收的热量用于水分的蒸发。第一临界点后，即于水分的蒸发。第一临界点后，即降率干燥期水分扩散的速度低于蒸降率干燥期水分扩散的速度低于蒸发速度，食品温度升高。食品含水发速度，食品温度升高。食品含水量达平衡含水量时，食品温度等于量达平衡含水量时，食品温度等于空气温度空气温度(干球温度干球温度)。食食品品温温度度 /含水量含水量/%/%t湿湿t干干K1恒率干燥期恒率干燥期小小大大第42页，共127页，编辑于2022年，星期三补充：干球温度和湿球温度补充：干球温度和湿球温度 干干球球温温度度：是是温温度度计计挂挂在在室室外外或或室室内内测测得得的的温温度度。湿湿球球温温度度：是是将将湿湿球球温温度度计计置置于于通通风风处处，使使空空气气不不断断流流通通，测测得得的的温温度度计计读读数数。(将温度计的温泡扎上润湿的纱布，并将纱布下端浸于充水容器中，即为湿球温度计)。第43页，共127页，编辑于2022年，星期三总结：三条曲线总结：三条曲线 干干燥燥曲曲线线或或水水分分含含量量曲曲线线：含含水水量量和和干干燥燥时时间间的的关系曲线。关系曲线。干燥速度曲线：干燥速度曲线：任何时间的干燥速度与该时间任何时间的干燥速度与该时间的食品绝对水分之间的关系曲线。的食品绝对水分之间的关系曲线。干燥温度曲线：干燥温度曲线：食品温度与其含水量之间关食品温度与其含水量之间关系的曲线。系的曲线。第44页，共127页，编辑于2022年，星期三干燥曲线干燥曲线干燥速率曲线干燥速率曲线干燥温度曲线干燥温度曲线1.1.干燥曲线干燥曲线(含水量与干燥时间含水量与干燥时间)2.2.干燥速率曲线干燥速率曲线(含水量与干燥速度含水量与干燥速度)3.3.干燥温度曲线干燥温度曲线(含水量与温度含水量与温度)第45页，共127页，编辑于2022年，星期三 干燥过程中湿物料的湿热传递干燥过程中湿物料的湿热传递食品吸收热量温度升到蒸发温度后，表层水分由液态变食品吸收热量温度升到蒸发温度后，表层水分由液态变为气态，食品表面与内部出现水分梯度。在水分梯度作为气态，食品表面与内部出现水分梯度。在水分梯度作用下，食品内部水分向表面扩散，食品含水量降低。湿用下，食品内部水分向表面扩散，食品含水量降低。湿热传递包括两个方面：热传递包括两个方面：湿热传湿热传递过程递过程给湿过程：给湿过程：水分从食品表面向外界蒸发转移水分从食品表面向外界蒸发转移导湿过程：导湿过程：食品内部水分向表面扩散转移食品内部水分向表面扩散转移第46页，共127页，编辑于2022年，星期三干燥过程中食品的湿热传递干燥过程中食品的湿热传递给湿过程：给湿过程：水分从食品表面向外界蒸发转移水分从食品表面向外界蒸发转移导湿过程导湿过程：食品内部水分向表面扩散转移食品内部水分向表面扩散转移H H2 2O O给湿过程给湿过程导湿过程导湿过程导湿过程导湿过程第47页，共127页，编辑于2022年，星期三 给湿过程：给湿过程：当环境空气处于不饱和状态时，给湿过程当环境空气处于不饱和状态时，给湿过程即存在。即存在。食品含大量水时，给湿过程中食品的水分蒸食品含大量水时，给湿过程中食品的水分蒸发强度可用道尔顿公式来计算：发强度可用道尔顿公式来计算：q qm m=m m（P P饱饱P P空蒸空蒸）760/p760/p q qm m给给湿湿强强度度；m m给给湿湿系系数数；P P饱饱食食品品表表面面的的饱饱和和水水蒸蒸气压，气压，P P空蒸空蒸空气的水蒸气压，空气的水蒸气压，p p为大气压。为大气压。q qm m的的大大小小取取决决于于空空气气的的温温度度、相相对对湿湿度度、流流速速、蒸发面积和形状。蒸发面积和形状。给湿过程实质上是恒速干燥过程。给湿过程实质上是恒速干燥过程。第48页，共127页，编辑于2022年，星期三干燥过程中食品的湿热传递干燥过程中食品的湿热传递给湿过程：给湿过程：水分从食品表面向外界蒸发转移水分从食品表面向外界蒸发转移导湿过程：导湿过程：食品内部水分向表面扩散转移食品内部水分向表面扩散转移H H2 2O O给湿过程给湿过程导湿过程导湿过程导湿过程导湿过程第49页，共127页，编辑于2022年，星期三 导湿过程：导湿过程：给湿过程导致待干食品内部与表层间形给湿过程导致待干食品内部与表层间形成水分梯度，内部水分将以液体或蒸气形式向表层成水分梯度，内部水分将以液体或蒸气形式向表层迁移，即导湿过程。其水分迁移量用下式计算：迁移，即导湿过程。其水分迁移量用下式计算：q qmdmd=-=-mdmdo ogradugradu q qmdmd单位时间内流过等湿面的水分量，单位时间内流过等湿面的水分量，mdmd为导为导湿系数，湿系数，o o为单位体积待干食品中绝对干物质的为单位体积待干食品中绝对干物质的重量，重量，gradugradu为水分梯度。为水分梯度。第50页，共127页，编辑于2022年，星期三在普通的加热干燥条件下，食品中不仅存在水分梯度，也存在普通的加热干燥条件下，食品中不仅存在水分梯度，也存在温度梯度，所以，水分可在水分梯度的作用下迁移，也可在温度梯度，所以，水分可在水分梯度的作用下迁移，也可在温度梯度的作用下扩散在温度梯度的作用下扩散(或热湿传导现象或热湿传导现象)。水分梯度或湿度梯度：水分梯度或湿度梯度：食品表面受热后水分转为水蒸气从食品食品表面受热后水分转为水蒸气从食品表面向周围介质扩散，出现水分梯度。表面向周围介质扩散，出现水分梯度。温度梯度：温度梯度：食品表面受热高于食品中心，食品内部存在温度差，食品表面受热高于食品中心，食品内部存在温度差，即温度梯度，促使水分从高温向低温处转移。阻碍水分向表即温度梯度，促使水分从高温向低温处转移。阻碍水分向表层扩散，常出现热湿传导占主导的现象，食品表面水分向内层扩散，常出现热湿传导占主导的现象，食品表面水分向内迁移，表面蒸发仍进行，食品表面硬化。迁移，表面蒸发仍进行，食品表面硬化。第51页，共127页，编辑于2022年，星期三在温度梯度和湿度梯度下的水分移动在温度梯度和湿度梯度下的水分移动H H2 2O O水分梯度：水分梯度：促使水分向促使水分向表层转移表层转移温度梯度：温度梯度：阻碍水分向阻碍水分向表层扩散表层扩散第52页，共127页，编辑于2022年，星期三温度梯度和湿度梯度的方向相反，温度梯度阻碍水分由内温度梯度和湿度梯度的方向相反，温度梯度阻碍水分由内部向表层扩散，在对流干燥的降率干燥阶段，往往出现热部向表层扩散，在对流干燥的降率干燥阶段，往往出现热湿传导占优势的情形，此时，食品表面水分向内迁移，而湿传导占优势的情形，此时，食品表面水分向内迁移，而表面蒸发仍进行，食品表面硬化、温度上升。只有当食品表面蒸发仍进行，食品表面硬化、温度上升。只有当食品内部因水分蒸发而建立起足够高的压力时，才能改变水分内部因水分蒸发而建立起足够高的压力时，才能改变水分传递的方向，使水分重新扩散到表面蒸发，这种情形不仅传递的方向，使水分重新扩散到表面蒸发，这种情形不仅延长了干燥时间，还导致食品表面硬化。延长了干燥时间，还导致食品表面硬化。第53页，共127页，编辑于2022年，星期三 食品干制工艺条件的选择食品干制工艺条件的选择干制食品的质量在很大程度上取决于所用的干制条件，选干制食品的质量在很大程度上取决于所用的干制条件，选择合适的工艺条件是食品干制的重要问题，不同的干燥方择合适的工艺条件是食品干制的重要问题，不同的干燥方法其工艺条件不同：法其工艺条件不同：空气干燥法：空气干燥法：空气温度、相对湿度、流速。空气温度、相对湿度、流速。真空干燥法：真空干燥法：干燥温度、真空度等。干燥温度、真空度等。冷冻干燥法：冷冻干燥法：冷冻温度、真空度、蒸发温度等。冷冻温度、真空度、蒸发温度等。不论何种方法都以干制时间最短、能量消耗最少、工艺不论何种方法都以干制时间最短、能量消耗最少、工艺条件控制最简便、干制品质量最好为最佳。条件控制最简便、干制品质量最好为最佳。第54页，共127页，编辑于2022年，星期三选择合理工艺条件应遵循的原则：选择合理工艺条件应遵循的原则：食品表面水分蒸发速度与内部水分扩散速度相等，避免食品内形食品表面水分蒸发速度与内部水分扩散速度相等，避免食品内形成较大的温度梯度，以免降低干燥速度和表面硬化。采取的措施是成较大的温度梯度，以免降低干燥速度和表面硬化。采取的措施是降低空气温度和流速、提高相对湿度。降低空气温度和流速、提高相对湿度。恒率干燥期食品吸收的热量全部用于水分蒸发，表面水分蒸恒率干燥期食品吸收的热量全部用于水分蒸发，表面水分蒸发速度与内部水分扩散速度相当，可适当提高空气温度。发速度与内部水分扩散速度相当，可适当提高空气温度。干燥后期应根据干制品预期的含水量调整空气相对湿度，否干燥后期应根据干制品预期的含水量调整空气相对湿度，否则达不到预期的干制要求。则达不到预期的干制要求。降率干燥期食品表面水分蒸发速度大于内部水分扩散速度，表降率干燥期食品表面水分蒸发速度大于内部水分扩散速度，表面温度升高并达到干球温度。应适当降低空气温度和流速，避免面温度升高并达到干球温度。应适当降低空气温度和流速，避免食品表面过热。食品表面过热。第55页，共127页，编辑于2022年，星期三第五章 食品干制第一节第一节 食品干藏原理食品干藏原理第二节第二节 食品干制过程食品干制过程第三节第三节 常用食品干制方法常用食品干制方法第四节第四节 干制和干藏过程中食品品质的变化干制和干藏过程中食品品质的变化第五节第五节 干制食品的储藏与运输干制食品的储藏与运输第六节第六节 中间水分食品中间水分食品第56页，共127页，编辑于2022年，星期三冷冻干燥法冷冻干燥法食品食品干燥干燥方法方法人工干燥法人工干燥法天然干燥法天然干燥法常压空气常压空气对流干燥法对流干燥法传导干燥传导干燥辐射干燥辐射干燥悬浮接触式悬浮接触式对流干燥法对流干燥法固定接触式固定接触式对流干燥法对流干燥法 箱式干燥法箱式干燥法隧道式干燥法隧道式干燥法 带式干燥法带式干燥法喷雾干燥喷雾干燥气流干燥气流干燥流化床干燥流化床干燥滚筒干燥滚筒干燥真空干燥真空干燥红外线干燥红外线干燥微波干燥微波干燥第57页，共127页，编辑于2022年，星期三自然干燥法：
