食品加工高新技术.pptx
2023/3/311课程名称：食品加工高新技术食品加工高新技术(FoodProcessingTechnology)学分：1学时：16课程类别：专业方向必修课第1页/共204页2023/3/312食品加工高新技术为专业必修课，着重介绍一些食品加工高新技术为专业必修课，着重介绍一些新的加工技术原理及其在食品中的应用。通过本新的加工技术原理及其在食品中的应用。通过本课程的学习，使大家了解新技术，有助于开拓视课程的学习，使大家了解新技术，有助于开拓视野，增加其创新能力，以及在今后的工作或学习野，增加其创新能力，以及在今后的工作或学习中很好地运用这些技术来解决实际问题打下基础。中很好地运用这些技术来解决实际问题打下基础。食品加工中有关新技术（超微粉碎、挤压膨化、食品加工中有关新技术（超微粉碎、挤压膨化、食品杀菌新技术、食品冷冻新技、食品分离新技术、食品杀菌新技术、食品冷冻新技、食品分离新技术、食品加热新技术等）的基本原理、特点及其应用前食品加热新技术等）的基本原理、特点及其应用前景。景。课程性质与目的课程性质与目的课程简介课程简介课程大纲：课程大纲：第2页/共204页2023/3/313教学内容：教学内容：立足于国内外食品工业现状和基础，借鉴国际食品工业中已成功应用的高立足于国内外食品工业现状和基础，借鉴国际食品工业中已成功应用的高新技术实例，简单介绍现代食品工业生产中能够应用的高新技术新技术实例，简单介绍现代食品工业生产中能够应用的高新技术。教学重点：教学重点：新技术原理介绍，重点介绍新技术在食品中的应用新技术原理介绍，重点介绍新技术在食品中的应用第3页/共204页2023/3/314 论文或笔试和平时作业论文或笔试和平时作业总成绩评定组成：总成绩评定组成：论文或笔试成绩论文或笔试成绩60%60%+平时作业成绩平时作业成绩40%40%考核方法：考查教学方法教学方法教学方法采用PPTPPT授课授课和课堂讨论课堂讨论第4页/共204页2023/3/315主要内容主要内容第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 食品粉碎、造粒新技术食品粉碎、造粒新技术第三章第三章 食品杀菌新技术食品杀菌新技术第四章第四章 食品冷冻新技术食品冷冻新技术第五章第五章 食品分离新技术食品分离新技术第六章第六章 食品加热新技术食品加热新技术第5页/共204页2023/3/316n食品加工技术的特点食品加工技术的特点n食品加工技术的进展食品加工技术的进展n食品工业高新技术分类食品工业高新技术分类n未来食品发展的因素未来食品发展的因素n近几十年出现的食品工程方面新技术近几十年出现的食品工程方面新技术n高新技术在食品加工中的应用高新技术在食品加工中的应用第一章第一章 绪论绪论第6页/共204页2023/3/3171.11.1食品加工技术的特点食品加工技术的特点1.1.安全性安全性2.2.可靠性可靠性 3.3.灵活性灵活性4.4.易于接受性易于接受性第7页/共204页2023/3/318古代古代食品的获得以捕,猎、采摘为主,只有简单的加工,贮藏手段。近代近代 十九世纪:罐头的发明.微生物的发现.机械能应用于食品业1.2 食品加工技术的进展食品加工技术的进展第8页/共204页2023/3/319两次大战:军需促进了食品业工业化发展(罐头,脱水食品)二战以后：食品工业规模生产 相关学科的进步 相关技术的发展 新包装材料的出现第9页/共204页2023/3/3110食品加工技术发展方向食品加工技术发展方向设备设备:连续化连续化,自动化，传统食品工艺工业化自动化，传统食品工艺工业化产品产品:多样化多样化,方便化方便化,成本低，品质好成本低，品质好流通：安全，高效流通：安全，高效第10页/共204页2023/3/31111.31.3食品工业高新技术分类食品工业高新技术分类第11页/共204页2023/3/31121.4 1.4 未来食品发展的因素未来食品发展的因素社会经济发展：人口（增加，迁移）耕地（减少），传统粮食资源和能源（减少）生活方式变化：休闲，旅游，体育运动等生理和心理要求发展多样性、功能性所以这些要求有新的技术配合，可以预言，今后食品工业竞争将是科学技术的竞争第12页/共204页2023/3/31131.5 1.5 近几十年出现的食品工程方面新技术近几十年出现的食品工程方面新技术粉粉碎碎造造粒粒新新技技术术：微粉碎超微粉碎 微胶囊造粒技术能源新法应用：能源新法应用：远红外 徽波 油炸 过热蒸汽包包装装杀杀菌菌新新技技术术：高频电阻制罐 无菌包装技术 超高温杀菌分离新技术：分离新技术：膜分离，超临界萃取，液膜分离第13页/共204页2023/3/3114保鲜新技术：保鲜新技术：气调，电离辐射冷冷关关联联技技术术：冷冻浓缩，冷冻干燥，速冻，冷冻粉碎质构调整技术：质构调整技术：蒸煮挤压、气流膨化生生物物技技术术：酶反应，微生物反应，细胞培培养，基因工程第14页/共204页2023/3/3115食品加工技术的发展趋势食品加工技术的发展趋势营养性和稳定性高营养性和稳定性高天然原料的保存天然原料的保存特殊作用特殊作用提高原料的利用率提高原料的利用率提高工作效率提高工作效率第15页/共204页2023/3/31161.1.高新技术在杀菌工艺中的应用高新技术在杀菌工艺中的应用 1.11.1脉冲磁场杀菌技术脉冲磁场杀菌技术 1.21.2超高温杀菌技术超高温杀菌技术 1.31.3辐照杀菌技术辐照杀菌技术 1.41.4电磁杀菌技术电磁杀菌技术1.6 1.6 高新技术在食品加工中的应用高新技术在食品加工中的应用第16页/共204页2023/3/31172.2.高新技术在食品安全检测中的应用高新技术在食品安全检测中的应用 2.1生物芯片技术 2.2免疫检测技术 2.3现代仪器分析技术3.3.高新技术在食品保鲜中的应用高新技术在食品保鲜中的应用 3.13.1气调保鲜气调保鲜 3.23.2生物技术保鲜生物技术保鲜 3.33.3纳米保鲜技术纳米保鲜技术第17页/共204页2023/3/31184.4.高新技术在食品加工中的应用高新技术在食品加工中的应用 4.14.1 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术 4.24.2微胶囊技术微胶囊技术 4.34.3膜分离技术膜分离技术 4.44.4挤压膨化技术挤压膨化技术 4.54.5高压加工技术高压加工技术 4.64.6超微粉碎技术超微粉碎技术 4.74.7超声技术超声技术第18页/共204页2023/3/3119思考题思考题1.1.食品加工技术的特点食品加工技术的特点2.2.食品加工技术的发展趋势食品加工技术的发展趋势3.3.高新技术在食品加工中有哪些应用？高新技术在食品加工中有哪些应用？第19页/共204页2023/3/3120第二章第二章 食品粉碎、造粒新技术食品粉碎、造粒新技术2.12.1微粉碎和超微粉碎技术微粉碎和超微粉碎技术2.1.12.1.1粉碎的概念粉碎的概念 用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。2.1.2 2.1.2 粉碎的作用粉碎的作用（1）迎合某些食品消费和生产的需要。（2）增加固体表面积以有利于后道处理的顺利进行。（3）工程化食品和功能性食品的生产需要。第20页/共204页2023/3/3121 2.1.32.1.3微粉碎和超微粉碎技术微粉碎和超微粉碎技术 微粉碎：原料粒度510mm，成品粒度100m以下。超微粉碎：原料粒度0.55mm，成品粒度1025m以下。超微粉碎的特点：速度快可低温粉碎粒径细且分布均匀节省原料，提高利用率减少污染第21页/共204页2023/3/3122超微粉碎的原理超微粉碎的原理 通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研磨通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研磨等手段，施于冲击力、剪切力或几种力的等手段，施于冲击力、剪切力或几种力的复合作用，达到超细粉碎的目的。其工艺复合作用，达到超细粉碎的目的。其工艺过程有过程有一次粉碎一次粉碎和和二次粉碎二次粉碎。第22页/共204页2023/3/3123|一次粉碎就是在一台设备上同时完成粉碎、一次粉碎就是在一台设备上同时完成粉碎、筛选、分离、再粉碎的过程。筛选、分离、再粉碎的过程。|二次粉碎是先对物料进行粗粉碎，然后再采二次粉碎是先对物料进行粗粉碎，然后再采用超细粉碎机完成超细粉碎加工，其工艺流用超细粉碎机完成超细粉碎加工，其工艺流程大致为：原料程大致为：原料筛选筛选清选清选干燥干燥粗粉粗粉碎碎超细粉碎超细粉碎风选分级风选分级超细粉体产品。超细粉体产品。第23页/共204页2023/3/31242.1.4 2.1.4 干法超微粉碎和微粉碎干法超微粉碎和微粉碎1 1）气流式超微粉碎原理：气流式超微粉碎原理：利用空气、蒸汽或其它气体空气、蒸汽或其它气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高度的湍流和能量转换流，物料颗粒在这高能气流作用下悬浮输送着，相互之间发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦作用冲击、碰撞和摩擦作用，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用剪切冲击作用，使得物料颗粒间得到充足的研磨而粉碎成超微粒子，同时进行均匀混合。由于欲粉碎的食品物料大多熔点较低或者不耐热，故通常使用空气。被压缩的空气在粉碎室中膨胀，产生的冷却效应与粉碎时产生的热效应相互抵消。第24页/共204页2023/3/31252 2）气流式超微粉碎的特点）气流式超微粉碎的特点1、粉碎比大，粉碎颗粒成品的平均粒径在5微米以下；2、粉碎设备结构紧凑、磨损小且维修容易，但动力消耗大3、在粉碎过程中设置一定的分级作用，粗粒内于受到离心力作用不会混到细粒成品中这保证了成品粒度的均匀一致；4、压缩空气(或过热蒸汽)膨胀时会吸收很多能量产生致冷作用造成较低的温度，所以对热敏t物料的超微粉碎有利；5、易实现多单元联合操作 6、易实现无菌操作，卫生条件好。第25页/共204页2023/3/3126环形喷射式气流粉碎机环形喷射式气流粉碎机第26页/共204页2023/3/3127一些常见的气流粉碎机一些常见的气流粉碎机第27页/共204页2023/3/3128一些常见的气流粉碎机一些常见的气流粉碎机第28页/共204页2023/3/31292.1.52.1.5高频振动式超微粉碎高频振动式超微粉碎原理利用球形或棒形研磨介质作高频振动时产生的冲击、摩擦和剪切等作用力，来实现对物料颗粒的超微粉碎，并同时起到混合分散作用。第29页/共204页2023/3/3130振动磨示意图振动磨示意图第30页/共204页2023/3/3131振动磨机振动磨机第31页/共204页2023/3/31322.1.6 2.1.6 旋转球旋转球(棒棒)磨式超微粉碎或微粉磨式超微粉碎或微粉碎碎1 1）原理）原理 利用水平回转简体中的球或棒状研磨介质，利用水平回转简体中的球或棒状研磨介质，利用水平回转简体中的球或棒状研磨介质，利用水平回转简体中的球或棒状研磨介质，后者由于受到离心力的影响产生了冲击和摩擦后者由于受到离心力的影响产生了冲击和摩擦后者由于受到离心力的影响产生了冲击和摩擦后者由于受到离心力的影响产生了冲击和摩擦等等等等作用力，达到对物料颗粒粉碎的目的作用力，达到对物料颗粒粉碎的目的作用力，达到对物料颗粒粉碎的目的作用力，达到对物料颗粒粉碎的目的第32页/共204页2023/3/31332 2）旋转球）旋转球(棒棒)磨式超微粉碎或微粉碎特点磨式超微粉碎或微粉碎特点1、结构简单、设备可靠，易磨损的零构件的检查更换比较方便；2、粉碎效果好，粉碎比大3、应用范围广，适应性强，能处理多种物料并符合工业化大规模生产需求4、能与其它单元操作相结合，如可与物料的干燥、混合等操作结合进行5、干湿法处理均可第33页/共204页2023/3/3134旋转球磨旋转球磨第34页/共204页2023/3/31353 3）球）球(棒棒)磨机的缺点磨机的缺点1)粉碎周期长、效率低且单位产量的能耗大；2)研磨介质易磨损破碎，简体也易被磨损；3)操作时噪音大，伴有强烈振动；4)湿法粉碎时不适合于粘稠浆料的处理；5)粉碎物粒度较振动磨的大第35页/共204页2023/3/3136球球(棒棒)磨机的结构磨机的结构第36页/共204页2023/3/3137球磨机球磨机第37页/共204页2023/3/3138球磨介质球磨介质第38页/共204页2023/3/31392.1.7 2.1.7 湿法超微粉碎湿法超微粉碎1 1、搅拌磨、搅拌磨原理在分散器高速旋转产生的离心力作用下，研磨介质和液体浆料颗粒冲向容器内壁，产生强烈的剪切、摩擦、冲击和挤压等作用力使浆料颗粒得以粉碎。第39页/共204页2023/3/3140搅拌磨研磨介质搅拌磨研磨介质玻璃珠钢珠氧化铝珠天然砂子第40页/共204页2023/3/3141搅拌磨第41页/共204页2023/3/3142胶体磨1、工作构件磨体（定子）、转子2、原理当物料通过这个间隙时，由于转子的高速旋转，使附着于转多面广的构料速度最大，而附着于定子面的物料速度为零，这样产生了急剧的速度蒸发，从而使物料受到强烈的剪切、摩擦，产生了超微粉碎作用。第42页/共204页2023/3/3143特点特点1、可在极短时间内实现对恳浮液中的固形物进行超微粉碎，同时兼有混合、搅拌、分散合乳化作用。2、效率和产量高3、可以通过调节两磨体间隙达到控制成品粒径的目的4、结构简单、操作方便、占地面积小第43页/共204页2023/3/3144胶体磨第44页/共204页2023/3/3145均质机1、工作部件均质阀2、原理高压物料在阀盘与阀座间流过时产生急剧的速度梯度，速度以缝隙的中心为最大，而附于阀盘与阀座上的物料流速为零，由于急剧的速度梯度产生强烈的剪力，使液滴或颗粒发生变形和破裂以达到微粒化的目的第45页/共204页2023/3/3146均质机均质机第46页/共204页2023/3/3147通过对纤维的微粒化，能明显改善纤维食品的口感和吸收性，从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了食品的营养。动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉属有机钙，比无机钙容易被人体吸收、利用。蟹壳、虾壳、蛆、蛹等的超微粉末可用作保鲜剂、持水剂、抗氧化剂等，改性后还有许多其他功能特性。食品资源的利用食品资源的利用2.1.82.1.8超微粉碎或微粉碎的应用超微粉碎或微粉碎的应用第47页/共204页2023/3/3148改善食品品质，改变传统工艺，降低生产成改善食品品质，改变传统工艺，降低生产成改善食品品质，改变传统工艺，降低生产成改善食品品质，改变传统工艺，降低生产成本本本本 软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等 巧克力生产：巧克力配料的精磨巧克力生产：巧克力配料的精磨巧克力生产：巧克力配料的精磨巧克力生产：巧克力配料的精磨 中药生产：促进药材成分的溶出，提高药效中药生产：促进药材成分的溶出，提高药效中药生产：促进药材成分的溶出，提高药效中药生产：促进药材成分的溶出，提高药效 水产品深加工和水产饲料生产水产品深加工和水产饲料生产水产品深加工和水产饲料生产水产品深加工和水产饲料生产第48页/共204页2023/3/31492.2 2.2 微胶囊造粒技术微胶囊造粒技术2.2.1 概念概念将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术2.2.2 优点优点能够保护被包裹的物料，使之与外界不宜环境相隔绝，达到最大限度地保持原有的色香味、性能和生物活性，防止营养物质的破坏与损失。此外，有些物料经胶囊化后可掩盖自身的异味，或由原先不易加工贮存的气体、液体转化成较稳定的固体形式，从而大大地防止或延缓了产品劣变的发生第49页/共204页2023/3/31502.2.3 心材（囊心物质）心材（囊心物质）一、概念微胶囊内部装载的物料二、例子生物活性物质、氨基酸、维生素、矿物元素、食用油脂、酶制剂、香精香料等第50页/共204页2023/3/31512.2.4 璧材（包囊材料）璧材（包囊材料）一、概念外部包裹的壁膜二、选择璧材的原则1、能与心材相配伍但不发生化学反应2、能满足食品工业的安全卫生要求3、具备适当的渗透性、吸湿性、溶解性和稳定性等三、例子植物胶、多糖、淀粉、纤维素、蛋白质、聚合物、蜡与类脂物第51页/共204页2023/3/31522.2.4 微胶囊的功能微胶囊的功能1、改变物料存在的状态、质量和体积2、隔离物料间的相互作用，保护敏感性材料3、掩盖不良风味、降低挥发性4、控制释放5、降低食品添加剂的毒理作用第52页/共204页2023/3/31532.2.5 微胶囊的释放方法微胶囊的释放方法即刻释放（机械方法如加压、摩擦等）逐步释放（化学方法如酶的作用、溶剂及水的溶解、萃取等）第53页/共204页2023/3/3154微胶囊释放机理1、活性心材物质通过囊壁膜的扩散释放2、用外压或内压使囊膜破裂释放出心材3、用水、溶剂等浸渍或加热等方法使囊膜降解而释放出心材第54页/共204页2023/3/31552.2.6 微胶囊产品质量评定内容微胶囊产品质量评定内容1、溶出速度2、心材含量的测定3、微胶囊尺寸大小的测定第55页/共204页2023/3/31562.2.7 几种常见的微胶囊造粒技术几种常见的微胶囊造粒技术一、喷雾干燥法1、原理将心材分散在已液化的壁材中混合均匀，并将此混合物经雾化器雾化成小液滴，此小液滴的基本要求是壁材必需将必材包裹住(即已形成湿微胶囊)。然后，在喷雾干燥室内使之与热气流直接接触，使溶解壁材的溶剂瞬间蒸发除去，促使壁膜的形成与固化，最终形成一种颗粒粉末状的微胶囊产品。第56页/共204页2023/3/31572 2、优点、优点1、适合于热敏性物料的微胶囊造粒2、工艺简单，易实现工业化流水线作业，生产能力大，成本低第57页/共204页2023/3/3158二、挤压法二、挤压法通过压力模头挤成细丝状，然后在搅拌杆作用下将细丝打断成细小的棒状颗粒中心材基本上是在低温下操作，故适合于热不稳定物质的包裹应用：香精香料、维生素C第58页/共204页2023/3/31592.2.8 2.2.8 微胶囊技术的应用微胶囊技术的应用1、香精香料2、食用油脂3、食品添加剂第59页/共204页2023/3/31602.3 2.3 冷冻粉碎技术冷冻粉碎技术 利用物料在低温状态下的利用物料在低温状态下的“低温脆性低温脆性”，即物料随温度的降低，其硬度和脆性增加，即物料随温度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性和韧性降低。在一定温度下用一个很而塑性和韧性降低。在一定温度下用一个很小的力就能将其粉碎。小的力就能将其粉碎。第60页/共204页2023/3/31612.3.2 2.3.2 冷冻粉碎的原理冷冻粉碎的原理 物料的“低温脆性低温脆性”与玻璃化转变现象玻璃化转变现象密切相关。首先使物料低温冷冻到玻璃化转变温度或脆化温度以下，再用粉碎机将其粉碎。在食品和农产品快速降温过程中，会造成内部各部位不均匀的收缩而产生内应力，在内应力的作用下，物料内部薄弱部位微裂纹，并导致内部的结合力降低。在外部较小作用力就使内部裂纹迅速扩大而破碎。第61页/共204页2023/3/3162原料前处理低温冷冻真空升华干燥产品后处理对含油脂、糖分、水分多的物料特别有效2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 冷冻粉碎的工艺流程冷冻粉碎的工艺流程冷冻粉碎的工艺流程冷冻粉碎的工艺流程第62页/共204页2023/3/3163随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，各种饮料、乳品的消费日益增长，自然对食品包装.也提出了更高的要求：保质期长、口味不变。超高温杀菌正是达到这一要求的理想途径之一。自上世纪中期研究出超高温杀菌后，各种式样的超高温灭菌机应运而生，在食品行业中也得到了广泛应用。第二部分 食品杀菌新技术第63页/共204页2023/3/3164瞬时超高温灭菌技术 超高温杀菌是指将流体或半流体在28 秒内加热到135150，然后再迅速冷却到 3040。这个过程中，微生物细菌的死亡速度远比食品质量受热发生化学变化而劣变的速度快，因而瞬间高温可完全杀死细菌，但对食品的质量影响不大，几乎可完全保持食品原有的色香味。第64页/共204页2023/3/3165分类：就其原理主要分为直接和间接加热两种。其中直接加热中有蒸汽吹入物料式和物料吹入蒸汽式两种，而间接加热的又分为管式灭菌机和板式灭菌机。国内生产的超高温灭菌机中间接加热的最为常见。第65页/共204页2023/3/3166第66页/共204页2023/3/3167管式超高温杀菌式（间接）直接混合式（直接）板式热交换式（间接）第67页/共204页2023/3/3168一、管式超高温灭菌机管式超高温灭菌机，即我们通常称为瞬时超高温灭菌机因其在乳品、饮料、果汁、酒类、冰淇淋及酱油等流体食品中广泛应用。它其它设备无可比拟的优越性，得到食品机械生产使用厂家的青睐。目前超高温灭菌技术和无菌灌装相结合成为流体食品生产的一大潮流。第68页/共204页2023/3/3169第69页/共204页2023/3/3170管式UHT 工作原理：从调味贮罐来的原料经过平衡罐缓冲后，由泵送入环形套管第三层进行预热。预热后的牛奶进入均质机进行第一次均质，均质压力为4mPa。均质后的原料进入第四层进行第二次预热。进入环形套管第一层进行超高温杀菌。灭菌温度为135，灭菌加热2 秒。杀菌后的原料从环行套管第三层出来后进行第二次均质，均质压力为25mPa。最后进入环形套管第二层进行冷却，出料温度在25左右时，即可包装或灌装贮存。第70页/共204页2023/3/3171管式超高温灭菌机特点：杀菌温度很高，效果明显，高温时间极短，因此引起的化学变化很小，保证了物料特性，稳定制品质量使用安全、操作方便，设备采用全密封的形式，操作规程具有程序化占地面积小，一台2吨/小时的瞬时超高温灭菌机占地仅2m2左右可实现设备原地无拆卸循环清洗（CIP）应用范围广，与高压均质机等连用，适用于高浓度物料的灭菌，如炼乳设备耐用，折旧率低，除了定期更换密封圈等易损件外，绝大部分能长时间保持较好的性能。第71页/共204页2023/3/3172管式换热器的产品适用范围：1.粘度较高或热敏性食品饮料类产品；2.含有纤维及果肉颗粒较大的产品；3.酸度较高,对死角具有腐蚀性的产品；4.低酸无菌含颗粒的产品:牛奶、酸奶、奶油、乳酪、蛋液、巧克 力、糖浆、冰淇淋、果汁、含果粒汁、果酱、果冻、番茄酱、豆浆、色拉酱、糊状食品、脂肪及油脂、麦芽汁、啤酒、葡萄酒、米酒、茶汁、咖啡饮料等 第72页/共204页2023/3/3173典型设备介绍（管式）：荷兰斯托克公司研制生产。国内已有数十台投入使用，运行性能稳定，是设备生产企业消化制造的首选形式。备环形管主体共有四层，每一层环形管中层套管，且管壁较厚，在弯制和安装时要保证套管同心和管子内壁光洁度不被破坏。第73页/共204页2023/3/3174二、板式换热式UHT它是间接加热式超高温杀菌设备，广泛应用于果汁、茶等饮料生产线中。第74页/共204页2023/3/3175板式换热式板式换热式UHT UHT 工作原理：工作原理：（以果汁生产线为例）料液经过平衡罐准备后，泵打入板式换热器，预热到75后，再进入均质机进行均质。然后由两个板式换热器很快加热到115，并保温3S 以上，这样果汁中的细菌立即被杀死。被杀菌后的果汁返回预热板式换热器的另一侧，预热刚来的冷果汁的同时，冷却自己。最后果汁可直接热灌装或进入冰水热交换器中，使其温度降至5左右，进行冷灌装和无菌封口。第75页/共204页2023/3/3176设备特点：占地面积小，附属设备较少，投资小。清洗系统时，该UHT 必须配备CIP 工段。板式换热器拆卸清洗较麻烦。由于预热、杀菌及最后的物料冷却都用板式换热器，所以只要增减板片便可调整供给热量，即可实现不同工艺要求的温度。故其适应范围大，操作灵活。此工艺过程是针对果汁而言，即先预热物料，然后进入均质机打碎脂肪球，最后让物料进入板式换热器杀菌。对于其他物料，可能要将均质机放在杀菌后面。第76页/共204页2023/3/3177三、直接混合式UHT它是直接混合式的注射式超高温杀菌设备，由日本精研舍研制生产，成功的应用于豆奶、牛奶等生产线中。第77页/共204页2023/3/3178直接混合式VHT 工作原理（豆奶生产线为例）第78页/共204页2023/3/3179第79页/共204页2023/3/3180直接混合式UHT 工作原理（豆奶生产线为例）料液经过板式换热器预热到85后，进入蒸汽喷射器直接与蒸汽混合杀菌，温度为142。在蛇形管中保温4秒，最后进入脱臭、闪蒸系统。此系统采用真空泵负压抽气，豆奶因减压而急剧膨胀，温度很快降至75左右，并去除水分和腥味，恢复豆奶中原有的水分。再对豆奶均质、冷却，最后无菌储存或直接灌装。第80页/共204页2023/3/3181 清洗系统时，要接入CIP 工段配好的酸、碱、水液直接进行清洗，所以该UHT 系统必须配备相应的CIP 工段。由于蒸汽与奶直接混合，杀菌效果更彻底，且换热效率高。使用的蒸汽必须是干饱和蒸汽，不含油、有机物和异臭。故只有饮用水才能作为锅炉用水。为了保证加热蒸汽干燥，除过滤器外，还需设置汽液分离器。由于有脱臭过程，对于需要保留芳香味的物料会除去芳香味，故不宜采用此UHT 设备。第81页/共204页2023/3/3182总结：板式换热UHT设备占地面积最小，投资小，但对于一些粘稠颗粒、易结垢的物料，如：豆奶等不宜采用。环形套管式UHT 地面积较小，投资比直接混合式UHT 少，且热效率较高。直接混合式UHT 占地面积较大，投资也较大，但杀菌最彻底。由于有脱臭过程，所以在工艺上应考虑是否会造成芳香味及营养物的损失。故厂家选用UHT 设备时应综合考虑物料的性能、工艺要求和经济性等因素。第82页/共204页2023/3/3183所有UHT 设备，都需要AIC（Aseptic Inter-mediate Clearing）中间清洗过程和CIP（clearing in place）清洗过程。AIC 的目的是为了进行下一个生产周期，通常在由于故障强迫停止生产时进行；而生产后都应进行CIP 清洗，以保证管道的无菌状态。所以用合适的CIP 工段来配合UHT 工作，这在工艺上是十分必要的。第83页/共204页2023/3/3184食品超高压杀菌技术食品超高压杀菌技术 UltraHighpressureprocessing勤奋勤奋 精业精业 博爱博爱 慎独慎独第84页/共204页2023/3/3185内容要点1.超高压技术简介2.超高压技术原理3.超高压技术装置4.超高压对微生物的影响5.超高压对食品化学成分的影响6.超高压对食品物理性质的影响第85页/共204页2023/3/3186食品超高压杀菌技术简介 食品超高压技术（Utra High pressure processing，UHP）是当备受各国重视、广泛研究的一项食品高新技术它可简称为高压技术（High Pressure Processing，HPP）或高静水压技术（High Hydrostatic Pressure，HHP）。1895 Roger报道了高压对微生物的作用1899 Hite发现高压处理后的食品杀菌期能延长1986 林立丸教授率先开展高压食品的研究1990 高压食品首先在日本诞生1997 美国也出现了高压食品第86页/共204页2023/3/3187超高压杀菌技术的优点与缺点优点：1 对食品的质构、风味、色泽及营养成分的影响小2 操作时间短，杀菌均匀迅速3 操作温度低4 对食品形状要求小缺点缺点：1设备成本高和生产成本高设备成本高和生产成本高2对芽孢的杀灭率低对芽孢的杀灭率低第87页/共204页2023/3/3188超高压杀菌技术的原理食品超高压杀菌，即将食品物料以某种方式包装好后，放入液体介质（通常是食用油、甘油、油与水的乳液）中，在100-100-1000MPa1000MPa压力下作用一段时间后，使之达到灭菌要求。主要是通过破坏细胞膜、抑制酶的活性和影响DNADNA等遗传物质的复制来实现的。超高压杀菌技术可分为两类：超高压静态杀菌超高压动态杀菌第88页/共204页2023/3/3189超高压杀菌技术的原理超高压静态杀菌：指将食品置于超高压处理室中，以水或其它液体为加工介质，当升压结束后，在设定的最高压静态保持一定的时间，使维持微生物生命活动的蛋白质等高分子物质变性失活，从而起到食品杀菌的目的。超高压动态杀菌：指直接将食品加压到顶点的压力点，然后通过瞬间卸压或梯度减压等连续性作业方式，使加压渗透到微生物体内的水等外界物质膨化破碎菌体而达到快速、高效杀菌的效果，该杀菌技术易产业化。第89页/共204页2023/3/3190超高压杀菌装置1超高压杀菌系统主要包含四个部分：1.压力容器及密封装置a pressure vessel and its closure2.压力系统a pressure generation system3.温度控制装置a temperature control device4.物料搬运系统a materials handling system第90页/共204页2023/3/3191超高压杀菌装置1压力容器及密封装置压力系统第91页/共204页2023/3/3192超高压杀菌装置1高压容器搬运装置图操作压力为400MPa-800MPa的生产单元示意图第92页/共204页2023/3/3193超高压杀菌的操作方式1 超高压杀菌的操作方式有两种：超高压杀菌的操作方式有两种：包装料高压处理和散料包装料高压处理和散料高压处理高压处理There are two methods of processing foods in high pressure vessels:in-container processing and bulk processing.包装料高压处理：包装料高压处理：即将物料先用包装袋装好，然后投入高压即将物料先用包装袋装好，然后投入高压 容器进行高压杀菌容器进行高压杀菌.散料高压处理：散料高压处理：采用泵将物料泵入高压容器，然后进行高压采用泵将物料泵入高压容器，然后进行高压 处理处理.第93页/共204页2023/3/3194高压对微生物的影响 微生物在10MPa以上时，其形态、微观构造、细胞的分裂、增值等会发生可逆变化，在常压下能恢复原状态。在100MPa左右的水静压下，微生物不能保持原有状态，不久即杀死。当压力达到100MPa以上时，微生物的各种变化成为不可逆了，微生物被杀死。在300MPa时，酵母菌的核膜被破坏、细胞膜和细胞壁被破坏，菌体的离子、氨基酸和核酸均已打漏。第94页/共204页2023/3/3195高压对微生物的影响表高压对部分微生物的杀灭效果11第95页/共204页2023/3/3196高压对食品组分的影响目前已经清楚高压对非共价键（如：离子键、氢键及疏水键）有影响，而对于共价键没有作用。Le Chateliers principle：高压能促进并加速反应向体积减小的方向进行 Therefore,pressure favors processes that are accompanied by negative volume changes.第96页/共204页2023/3/3197高压对蛋白质的影响5高压下，蛋白质分子发生去折叠，并与其它蛋白质分子聚合或者转变成另一种形式，导致食品的质构发生改变。150MPa 蛋白质的四级结构被破坏，亚单位解离。150MPa 蛋白质的三级结构被破坏，变性可逆 300-700MPa 蛋白质的二级结构被破坏，变性不可逆第97页/共204页2023/3/3198高压对淀粉的影响7在高压作用下，淀粉分子被打开，并发生部分的降解，使甜度增加，并易被淀粉酶作用。图 高压对的小麦淀粉、木薯淀粉和土豆淀粉悬液（5%w/w）的凝胶度影响第98页/共204页2023/3/3199超高压对食品物理性质的影响8Whatis the relationship between the high pressure to their physical property changes?随着压力的上升，食品粉末的密度逐渐增大。在一定压力下，作用时间对密度没有影响。在一定压力下，食品粉末的大小与水分活度对密度没有明显影响以密度为例第99页/共204页2023/3/31100超高压对食品物理性质的影响8压力150MPa时，密度随压力的上升而上升。压力于150MPa时，密度几乎不变。图不同压力对咖啡密度的影响第100页/共204页2023/3/31101发展趋势1超高压联合杀菌技术将是超高压发展的方向。单独使用超高压技术，所需的压力很高，因而设备成本相应的提高，过高的压力还会对食品的质构、风味等造成不良的影响。采用联合杀菌技术，不仅可以降低压力强度，降低成本，而且可以发挥不同技术优势，利用协同效应提高杀菌效果 It is likely that high pressure processing will be capable of being used in combination with other types of processing and thus expand the unit operations available to food processors,leading to the development of new products and processes.1第101页/共204页2023/3/31102超高压联合杀菌技术加热 heatingheatingpHpH 抗菌素 bacteriostaticbacteriostatic过氧化氢 hydrogen peroxidehydrogen peroxide 二氧化碳 carbon dioxidecarbon dioxide乙醇 ethanolethanol低水分活度 low water activitylow water activity亚硫酸钠s s odium sulphiteodium sulphite超声波 ultrasonic wavesultrasonic waves高压脉冲电场 high electric high electric field pulsesfield pulses包装 packaging packaging.第102页/共204页2023/3/31103超高压联合杀菌技术举例9高压和抗菌素nisin联合杀菌技术单独使用高压和抗菌素nisin对李斯特菌的杀灭效果不明显，而采用联合技术可显著提高杀菌效果9。第103页/共204页2023/3/31104超高压联合杀菌技术举例9图 HHP与nisin联合处理对全液蛋中大肠杆菌的杀灭效果 在本图中可以看到对于大肠杆菌，HHP与nisin没有协同效应，nisin对大肠杆菌无杀灭作用，仅高压有杀灭作用，证明了革兰氏阳性菌对nisin有抗性。第104页/共204页2023/3/31105第三部分 油炸技术油炸食品是一种传统的方便食品。利用油脂作为热交换介质，使被炸食品中的淀粉糊化，蛋白质变性，水分以蒸汽形式逸出，使食品具有多孔性，具有酥脆或外表酥脆的特殊口感，同时由于食品中的蛋白质、碳水化合物、脂肪及一些微量成分在油炸过程中发生化学变化而产生特殊的风味。第105页/共204页2023/3/31106第106页/共204页2023/3/31107油炸食品是我国传统的食品之一，无论是逢年过节的炸麻花、炸春卷、炸丸子，还是每天早餐所食用的油条、油饼、面窝；近年来儿童喜欢食用的洋快餐中的炸薯条、炸面包以及零食里的炸薯片、油炸饼干等，无一不是油炸食品。油炸食品因其酥脆可口、香气扑鼻，能增进食欲，所以深受许多成人和儿童的喜爱，但经常食用油炸食品对身体健康却极为不利。第107页/共204页2023/3/31108常见油炸食品分类油炸面制品：如麻花、油条、油饼、面筋等。油炸肉制品：如炸鸡肉（鸡腿，鸡翅）、炸牛排、炸猪排等。油炸果蔬类：如油炸香蕉片、油炸麻叶、油炸坚果等。油炸海鲜
