食品加工高新技术.pptx
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1、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
2、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
3、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
4、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.
5、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
6、,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
7、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
8、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
9、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
10、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202
11、3/3/3121 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2
12、2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:
13、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
14、、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
15、.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
16、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
17、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
18、.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。
19、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
20、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
21、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
22、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2023/3/3
23、1512.2.4 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
24、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
25、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
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