第四章食品的干制优秀课件.ppt
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1、第四章食品的干制第1页,本讲稿共45页n干制的基本特性干制的基本特性n干制原理干制原理n影响干制的因素影响干制的因素n干制工艺条件的合理选择干制工艺条件的合理选择n干制对食品品质的影响干制对食品品质的影响n干制方法干制方法n干制品的包装与贮藏干制品的包装与贮藏第2页,本讲稿共45页概述n食品干制保藏:食品干制保藏:n指在自然条件或人工控制条件下,使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始终保持低水分的保藏方法。n干藏特点:干藏特点:n设备简单、生产费用低,因陋就简;食品可以增香、变脆;食品的色泽和复水性有一定差异。第3页,本讲稿共45页干燥的目的干燥的目的n 延长贮藏期延长贮藏期 -经干
2、燥的食品,其水分活性较低,有利于在室温条件经干燥的食品,其水分活性较低,有利于在室温条件下长期保藏,以延长食品的市场供给,平衡产销高峰下长期保藏,以延长食品的市场供给,平衡产销高峰;n 用于某些食品加工过程以改善加工品质用于某些食品加工过程以改善加工品质 -如大豆、花生米经如大豆、花生米经过适当干燥脱水,有利于脱壳过适当干燥脱水,有利于脱壳(去外衣去外衣),便于后加工,提高制品品质;促使,便于后加工,提高制品品质;促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟;n 便于商品流通便于商品流通 -干制食品重量减轻、容积缩小,可以显干制食品重量减轻、容积缩小,可以显
3、著地节省包装、储藏和运输费用,并且便于携带和储运著地节省包装、储藏和运输费用,并且便于携带和储运;n 干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。第4页,本讲稿共45页食品干燥过程控制食品干燥过程控制n 达到一定的水分要求达到一定的水分要求n 保持或改善食品品质保持或改善食品品质n 控制条件和方法以获得最低能耗控制条件和方法以获得最低能耗第5页,本讲稿共45页一、干制的基本特性一、干制的基本特性n物料类型:片状或细小液滴状食品物料类型:片状或细小液滴状食品n水分减少机制:扩散、对流水分减少机制:扩散、对流n操作方式:批量,固体食品商业化规模的非操作方
4、式:批量,固体食品商业化规模的非稳态操作,液体食品连续操作下干燥成粉末稳态操作,液体食品连续操作下干燥成粉末n产品特性:水分含量产品特性:水分含量10%10%,固体或粉末,固体或粉末第6页,本讲稿共45页二、干制原理二、干制原理 将食品中的将食品中的水分活度(水分活度(AwAw)降到一定降到一定程度,使食品能在一定的保质期内不受微程度,使食品能在一定的保质期内不受微生物作用而腐败,同时能维持一定的质构生物作用而腐败,同时能维持一定的质构不变化,即控制不变化,即控制生化反应生化反应及及其它反应其它反应。AwAw值反映了水分与食品结合的强弱及被微生物利用值反映了水分与食品结合的强弱及被微生物利用的
5、有效性。的有效性。各种微生物的生长发育有其最适的各种微生物的生长发育有其最适的AwAw值。值。水分活度(水分活度(AwAw):食品在密闭容器内测得的蒸汽:食品在密闭容器内测得的蒸汽压压(p)p)与同温下测得的纯水蒸汽压与同温下测得的纯水蒸汽压(p p0 0)之比。之比。AwAw值的范围在值的范围在0 01 1之间。之间。第7页,本讲稿共45页1.干燥机制干燥机制 温度梯度温度梯度 表面水分扩散到空气中表面水分扩散到空气中 T 蒸汽压差蒸汽压差 Food H2O内部水分转移到表面内部水分转移到表面 M 水分梯度水分梯度l干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先由液态转化为气态,干制过程中潮湿食品表面
6、水分受热后首先由液态转化为气态,即水分蒸发,而后,水蒸气从食品表面向周围介质扩散,此时即水分蒸发,而后,水蒸气从食品表面向周围介质扩散,此时表面湿含量比物料中心的湿含量低,出现水分含量的差异,即表面湿含量比物料中心的湿含量低,出现水分含量的差异,即存在存在水分梯度水分梯度。水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散,。水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散,亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水分迁移现象称为亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水分迁移现象称为导湿性导湿性。l同时,食品在热空气中,食品表面受热高于它的中心,因而同时,食品在热空气中,食品表面受热高于它的中心,因而在物料内部会建立
7、一定的温度差,即在物料内部会建立一定的温度差,即温度梯度温度梯度。温度梯度将促。温度梯度将促使水分(无论是液态还是气态)从高温向低温处转移。这种使水分(无论是液态还是气态)从高温向低温处转移。这种现象称为现象称为导湿温性导湿温性。第8页,本讲稿共45页2.食品干制过程特性(1)干燥曲线)干燥曲线干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干燥时,食品水分在短暂的平衡后,出现快速下降,几乎时直线干燥时,食品水分在短暂的平衡后,出现快速下降,几乎时直线下降,当达到较低水分含量时(第一临界水分),干燥速率减慢,下降,当达到较低水分含量时(第一临界水分),干燥速
8、率减慢,随后达到平衡水分。随后达到平衡水分。A-B 热力平衡热力平衡B-C恒率干燥阶段:水分从食品恒率干燥阶段:水分从食品内部迁移到表面的速率大于或等于内部迁移到表面的速率大于或等于水分从表面跑向干燥空气的速率,水分从表面跑向干燥空气的速率,可以维持表面水分含量恒定。可以维持表面水分含量恒定。C-D降率干燥阶段:水分从降率干燥阶段:水分从表面跑向干燥空气中的速率快表面跑向干燥空气中的速率快于水分补充到表面的速率。于水分补充到表面的速率。D-E 水分平衡水分平衡(2)干燥速率曲线)干燥速率曲线随着热量的传递,干燥速率很快达到最高值,然后稳定不随着热量的传递,干燥速率很快达到最高值,然后稳定不变,
9、此时为恒率干燥阶段,此时水分从内部转移到表面足变,此时为恒率干燥阶段,此时水分从内部转移到表面足够快,从而可以维持表面水分含量恒定,也就是说水分从够快,从而可以维持表面水分含量恒定,也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率中的速率(3)食品温度曲线)食品温度曲线初期食品温度上升,直到最高值,整个恒率干燥阶段温度初期食品温度上升,直到最高值,整个恒率干燥阶段温度不变,即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热(热量全部用不变,即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热(热量全部用于水分蒸发)于水分蒸发)在降率干燥阶段,温度上升,说明水
10、分的转移来不及供水在降率干燥阶段,温度上升,说明水分的转移来不及供水分蒸发,则食品温度逐渐上升。分蒸发,则食品温度逐渐上升。第9页,本讲稿共45页三、三、影响干制的因素影响干制的因素l干制过程就是水分的转移和热量的传递,即温湿传递,干制过程就是水分的转移和热量的传递,即温湿传递,对这一过程的影响因素主要取决于干制条件(由干燥设备对这一过程的影响因素主要取决于干制条件(由干燥设备类型和操作状况决定)以及干燥物料的性质。类型和操作状况决定)以及干燥物料的性质。第10页,本讲稿共45页|A.A.温度温度 对于用空气作为干燥介质时,提高空气温度,干燥加快。对于用空气作为干燥介质时,提高空气温度,干燥加
11、快。由于温度提高,传热介质和食品间的温差越大,热量向食品传递的速率越大,水由于温度提高,传热介质和食品间的温差越大,热量向食品传递的速率越大,水分外逸速率因而加速。分外逸速率因而加速。对于一定湿度的空气,随着温度的提高,空气相对饱和湿度下降,这会使水分从食品表面扩对于一定湿度的空气,随着温度的提高,空气相对饱和湿度下降,这会使水分从食品表面扩散的驱动力更大。散的驱动力更大。另外,温度高,水分扩散速率也加快,使内部干燥也加速另外,温度高,水分扩散速率也加快,使内部干燥也加速注意:若以空气作为加热介质,温度并非主要因素,因为食品内水分以水蒸汽状态从它表面注意:若以空气作为加热介质,温度并非主要因素
12、,因为食品内水分以水蒸汽状态从它表面外逸时,将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将阻碍食品内水分进一步外逸,外逸时,将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将阻碍食品内水分进一步外逸,从而降低了水分的蒸发速度,故温度的影响也将因此而下降从而降低了水分的蒸发速度,故温度的影响也将因此而下降。1.1.干制条件的影响(干燥介质为空气)干制条件的影响(干燥介质为空气)第11页,本讲稿共45页|B B 空气流速空气流速空气流速加快,食品干燥速率也加速。空气流速加快,食品干燥速率也加速。不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气而吸收不仅因为热空气所能容纳的水蒸气量将高于冷空气而吸收较多的水
13、分;较多的水分;还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走,还能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走,以免阻止食品内水分进一步蒸发;以免阻止食品内水分进一步蒸发;同时还因和食品表面接触的空气量增加,而显著加速食品同时还因和食品表面接触的空气量增加,而显著加速食品中水分的蒸发。中水分的蒸发。第12页,本讲稿共45页|C C 空气相对湿度空气相对湿度脱水干制时,如果用空气作为干燥介质,空气相对湿度越低,食品干脱水干制时,如果用空气作为干燥介质,空气相对湿度越低,食品干燥速率也越快。近于饱和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空燥速率也越快。近于饱和的湿空气进一步吸收水分的能力远比干燥空气差。
14、饱和的湿空气不能再进一步吸收来自食品的蒸发水分。气差。饱和的湿空气不能再进一步吸收来自食品的蒸发水分。脱水干制时,食品的水分能下降的程度也是由空气湿度所决定。食品脱水干制时,食品的水分能下降的程度也是由空气湿度所决定。食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态。的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态。干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各种食品的吸湿等温线上干制时最有效的空气温度和相对湿度可以从各种食品的吸湿等温线上寻找寻找。第13页,本讲稿共45页|D D 大气压力和真空度大气压力和真空度 气压下降,水的沸点也相应下降,所以气压愈低,沸气压下降,水的沸点也相应下降,所以气压愈低,沸点也
15、愈低,温度不变,气压降低则沸腾愈加速点也愈低,温度不变,气压降低则沸腾愈加速第14页,本讲稿共45页|E E 食品的表面积食品的表面积第15页,本讲稿共45页操作条件对于干燥的影响操作条件对于干燥的影响干燥条件干燥条件 干燥恒率阶段干燥恒率阶段 干燥降率阶干燥降率阶段段空气温度上升空气温度上升 干燥速率增加干燥速率增加干燥速率增干燥速率增加加空气流速上升空气流速上升 干燥速率增加干燥速率增加无变化无变化相对湿度下降相对湿度下降 干燥速率增加干燥速率增加无变化无变化真空度上升真空度上升干燥速率增加干燥速率增加无变化无变化第16页,本讲稿共45页n 表面积:表面积:小颗粒,薄片易干燥小颗粒,薄片易
16、干燥n 组成分子定向:组成分子定向:水分在食品内的转移在不通方水分在食品内的转移在不通方 向上差别很大,这取决于食品组分的定向。向上差别很大,这取决于食品组分的定向。n 细胞结构:细胞结构:细胞结构间的水分比细胞内的水分更容细胞结构间的水分比细胞内的水分更容 易除去。易除去。n 溶质的类型和浓度:溶质的类型和浓度:溶质与水相互作用,抑制溶质与水相互作用,抑制 水分子迁移,降低水分转移速率,干燥慢。水分子迁移,降低水分转移速率,干燥慢。2.2.食品性质的影响食品性质的影响第17页,本讲稿共45页四、四、干制工艺条件的合理选择干制工艺条件的合理选择n最适宜的干制工艺条件为:最适宜的干制工艺条件为:
17、使干制时间使干制时间最短、热能和电能的消耗量最低、干制最短、热能和电能的消耗量最低、干制品的质量最高。品的质量最高。它随食品种类而不同。它随食品种类而不同。n 降率干燥阶段降率干燥阶段,应设法降低食品表面水分蒸发,应设法降低食品表面水分蒸发速率,使它能和逐步降低了的食品内部水分扩散速率,使它能和逐步降低了的食品内部水分扩散速率保持一致,以免食品表面过度受热,导致引速率保持一致,以免食品表面过度受热,导致引起不良后果。起不良后果。n 干燥末期干燥末期,干燥介质的相对湿度应根据预期干,干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分加以选用。制品水分加以选用。使食品表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水使食品
18、表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水分扩散速率,同时力求避免在食品内部建立起和分扩散速率,同时力求避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反的温度梯度,以免降低食品湿度梯度方向相反的温度梯度,以免降低食品内部的水分扩散速率。内部的水分扩散速率。n恒率干燥阶段恒率干燥阶段,为了加速蒸发,在保证食品表,为了加速蒸发,在保证食品表面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的面的蒸发速率不超过食品内部的水分扩散速率的原则下,允许尽可能提高空气温度。原则下,允许尽可能提高空气温度。n合理选用干燥工艺的原则:合理选用干燥工艺的原则:第18页,本讲稿共45页五、干制对食品品质的影响五、干制对食品品质的影响物理变化
19、:干缩、表面硬化、多孔性、热塑性物理变化:干缩、表面硬化、多孔性、热塑性化学变化:化学变化:n营养成分营养成分n蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素n色素色素n色泽随物料本身的物化性质改变(反射、散射、吸收传递可见光的能力)色泽随物料本身的物化性质改变(反射、散射、吸收传递可见光的能力)n天然色素:类胡萝卜素、花青素、叶绿素天然色素:类胡萝卜素、花青素、叶绿素n褐变褐变n风味风味n引起水分除去的物理力,也会引起一些挥发物质的去处引起水分除去的物理力,也会引起一些挥发物质的去处n热会带来一些异味、煮熟味热会带来一些异味、煮熟味n防止风味损失方法:芳香物质回收、低温干燥
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