食品加工保藏浓缩与结晶课件

第六章第六章食品浓缩和结晶食品浓缩和结晶第一节第一节浓缩的目的和分类浓缩的目的和分类第二节第二节蒸发浓缩蒸发浓缩第三节第三节冷冻浓缩冷冻浓缩第四节第四节膜浓缩膜浓缩第五节第五节食品的结晶食品的结晶食品加工保藏浓缩与结晶第一节第一节浓缩的分类和目的浓缩的分类和目的l浓缩：利用物理方法从液态食品中除去水分浓缩：利用物理方法从液态食品中除去水分的过程，也指溶液浓度提高的操作过程。包的过程，也指溶液浓度提高的操作过程。包括平衡浓缩（蒸发、冷冻浓缩）和非平衡浓缩。括平衡浓缩（蒸发、冷冻浓缩）和非平衡浓缩。l目的：目的：减重减体积；提浓度、增渗透压、降水分活度、减重减体积；提浓度、增渗透压、降水分活度、延长保质期；浓缩是结晶、干燥的前处理手段；延长保质期；浓缩是结晶、干燥的前处理手段；改善产品质量等改善产品质量等第一节第一节浓缩分类和目的浓缩分类和目的食品加工保藏浓缩与结晶第二节第二节蒸发浓缩蒸发浓缩一、蒸发浓缩的特点及分类一、蒸发浓缩的特点及分类l原原理理:水水溶溶液液的的蒸蒸发发，即即汽汽化化并并除除去去蒸蒸汽汽分分子子的过程。的过程。l单效蒸发、多效蒸发、常压蒸发、真空蒸发单效蒸发、多效蒸发、常压蒸发、真空蒸发l真空蒸发的主要特点：真空蒸发的主要特点：降降低低沸沸点点提提高高传传热热效效率率；减减少少对对热热敏敏成成分分破破坏坏；降降低低能能耗耗；设设备备投投资资及及动动力力损损耗耗增增大大；热热量消耗大。量消耗大。第二节第二节蒸发浓缩蒸发浓缩食品加工保藏浓缩与结晶第二节第二节蒸发浓缩蒸发浓缩二、蒸发浓缩过程食品物料的变化二、蒸发浓缩过程食品物料的变化（一）（一）食品中热敏性物质的变化食品中热敏性物质的变化（二）（二）沸点和冰点的变化沸点和冰点的变化（三）（三）黏稠性黏稠性（四）结垢性（四）结垢性（五）起泡性（五）起泡性（六）结晶性（六）结晶性（七）风味形成与挥发（七）风味形成与挥发食品加工保藏浓缩与结晶三、蒸发器的类型及选择三、蒸发器的类型及选择l组成：加热室和分离室组成：加热室和分离室l类型：表类型：表6-2连续式：升膜式、降膜式、刮板式、离心薄膜式连续式：升膜式、降膜式、刮板式、离心薄膜式几种蒸发器：几种蒸发器：特点、工作原理、优缺点、适用的物料特点、工作原理、优缺点、适用的物料第二节第二节蒸发浓缩蒸发浓缩食品加工保藏浓缩与结晶四、蒸发浓缩过程的节能与多效蒸发四、蒸发浓缩过程的节能与多效蒸发（一）单效真空蒸发优缺点（一）单效真空蒸发优缺点（二）（二）多效真空蒸发浓缩及其特点多效真空蒸发浓缩及其特点1.顺流加料法顺流加料法图6-9a2.逆流加料法逆流加料法图6-9b3.平流加料法平流加料法图6-9c（三）（三）多效蒸发的温差分配与效数多效蒸发的温差分配与效数1.多效蒸发的温差分配多效蒸发的温差分配2.多效蒸发的效数多效蒸发的效数表表6-4第二节第二节蒸发浓缩蒸发浓缩食品加工保藏浓缩与结晶（四）（四）多效蒸发过程的节能措施多效蒸发过程的节能措施1.蒸发器的革新蒸发器的革新图图6-10(扭流管的加热管）扭流管的加热管）2.蒸汽再压缩蒸发蒸汽再压缩蒸发（1）机械再压缩蒸发机械再压缩蒸发图6-11（2）蒸汽喷射再压缩法蒸汽喷射再压缩法图6-12（3）热泵循环再压缩法热泵循环再压缩法3.利用蒸发器的余热预热物料或用于其它加热目的利用蒸发器的余热预热物料或用于其它加热目的图图6-13第二节第二节 蒸发浓缩蒸发浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶五、蒸发浓缩过程香味的保护与回收五、蒸发浓缩过程香味的保护与回收（1）采用低温蒸发浓缩设备，减少香味成分的挥发）采用低温蒸发浓缩设备，减少香味成分的挥发停留时间约停留时间约20分钟分钟（2）采用短时蒸发浓缩设备采用短时蒸发浓缩设备停留停留3-8分分钟（3）蒸馏法回收蒸馏法回收图6-14（4）浆液浓缩工艺）浆液浓缩工艺第二节第二节 蒸发浓缩蒸发浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶第三节第三节冷冻浓缩冷冻浓缩是利用冰和水溶液之间的固液相平衡原理的浓缩方法。是利用冰和水溶液之间的固液相平衡原理的浓缩方法。适用于热敏性食品物料浓缩。适用于热敏性食品物料浓缩。l冷冻浓缩的缺点：冷冻浓缩的缺点：（1）浓缩过程微生物和酶活性得不到抑制浓缩过程微生物和酶活性得不到抑制（2）冷冻浓缩最终浓度有限制）冷冻浓缩最终浓度有限制（3）有溶质损失有溶质损失（4）成本高）成本高第三节第三节 冷冻浓缩冷冻浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶（一）（一）冷冻浓缩过程中的固液相平衡冷冻浓缩过程中的固液相平衡图图4-2（二）冷冻浓缩过程中溶液的冰点（二）冷冻浓缩过程中溶液的冰点图图6-15（三）冷冻浓缩过程中的冰结晶量和浓缩液量（三）冷冻浓缩过程中的冰结晶量和浓缩液量（图（图4-2）、式）、式6-9（杠杆法则）（杠杆法则）（四）（四）冷冻浓缩过程中的溶质夹带和溶质脱除冷冻浓缩过程中的溶质夹带和溶质脱除（五）（五）浓缩终点浓缩终点第三节第三节 冷冻浓缩冷冻浓缩 一一、冷冻浓缩的基本原理、冷冻浓缩的基本原理食品加工保藏浓缩与结晶二、冷冻浓缩的过程与控制二、冷冻浓缩的过程与控制（一）（一）冰晶生成及控制冰晶生成及控制l影响冰晶大小的因素影响冰晶大小的因素1.冰晶体生成速率冰晶体生成速率2.冰晶生成的方式冰晶生成的方式（1）层状冻结层状冻结特点特点（2）悬浮冻结悬浮冻结特点特点（二）（二）冰晶与浓缩液的分离冰晶与浓缩液的分离原理原理影响因素影响因素方法方法（三）（三）冰晶的洗涤冰晶的洗涤图图6-16第三节第三节 冷冻浓缩冷冻浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶三、三、应用于食品工业的冷冻浓缩系统应用于食品工业的冷冻浓缩系统（一）（一）单级冷冻浓缩装置系统单级冷冻浓缩装置系统图图6-17（二）（二）多级冷冻浓缩装置多级冷冻浓缩装置图图6-18第三节第三节 冷冻浓缩冷冻浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶第四节第四节膜浓缩膜浓缩一、一、膜浓缩的种类及操作原理膜浓缩的种类及操作原理（一）（一）反渗透反渗透原理：以压力差为推动力原理：以压力差为推动力图图6-19（二）（二）超滤超滤原理：以压力差为推动力原理：以压力差为推动力图图6-20（三）（三）电渗析电渗析原理原理：以电位差为推动力：以电位差为推动力图图6-21第四节第四节 膜浓缩膜浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶二、二、膜材料的种类膜材料的种类1.纤维素膜纤维素膜2.聚亚酰胺膜聚亚酰胺膜3.聚砜系膜聚砜系膜第四节第四节 膜浓缩膜浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶三、三、膜浓缩在食品中的应用膜浓缩在食品中的应用（一）果汁的浓缩：（一）果汁的浓缩：反渗透用于果汁预浓缩，超滤用于果汁澄清反渗透用于果汁预浓缩，超滤用于果汁澄清图图6-23（二）蔗糖液的浓缩（二）蔗糖液的浓缩二级反渗透二级反渗透图图6-24（三）干酪制造过程中脱脂乳的浓缩（三）干酪制造过程中脱脂乳的浓缩图图6-25（四）从大豆乳清废液中提取大豆蛋白质（四）从大豆乳清废液中提取大豆蛋白质图图6-26（五）电渗析浓缩法制盐（五）电渗析浓缩法制盐图图6-27第四节第四节 膜浓缩膜浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶四、四、影响膜浓缩的因素影响膜浓缩的因素（一）（一）影响反渗透浓缩和超滤浓缩的因素影响反渗透浓缩和超滤浓缩的因素1.膜材料的种类和性能膜材料的种类和性能2.溶质的特性溶质的特性3.溶液的性质溶液的性质4.操作条件操作条件（1）操作压力操作压力（2）操作温度操作温度第四节第四节 膜浓缩膜浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶（3）操作时间操作时间（4）浓差极化浓差极化5.膜的维护膜的维护（1）膜的压实膜的压实（2）膜的降解膜的降解（3）膜的结垢膜的结垢第四节第四节 膜浓缩膜浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶（二）影响电渗析操作的因素（二）影响电渗析操作的因素1.膜的极化膜的极化2.电解质的浓差扩散电解质的浓差扩散3.水的渗透水的渗透4.压差渗漏压差渗漏5.膜的污染和中毒膜的污染和中毒第四节第四节 膜浓缩膜浓缩 食品加工保藏浓缩与结晶第五节第五节食品的结晶食品的结晶一、结晶的基本原理一、结晶的基本原理（一）（一）晶体的特性晶体的特性1.晶体的结构和形状晶体的结构和形状2.晶体的性质晶体的性质（1）自范性）自范性（2）各向异性）各向异性（3）均匀性）均匀性第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶（二）（二）溶解度和溶液中的相平衡溶解度和溶液中的相平衡1.物质的溶解度特征物质的溶解度特征2.过饱和度（过饱和度（Supersaturation）与结晶的关系）与结晶的关系第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶（三）（三）晶核的形成晶核的形成1.形成晶核的方法形成晶核的方法起晶方法：起晶方法：（1）自然起晶法自然起晶法（2）刺激起晶法刺激起晶法（3）晶种起晶法晶种起晶法第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶 2.晶核的形成速率及影响因素晶核的形成速率及影响因素（1）晶核的形成速率（晶核的形成速率（Nucleationrate）jdN/dQKnCmmax（2）影响晶核形成的因素影响晶核形成的因素第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶（四）（四）晶体的生长晶体的生长1.晶体的生长速率晶体的生长速率2.影响晶体生长的因素影响晶体生长的因素（1）过饱和度过饱和度（2）温度温度（3）粘度粘度（4）杂质杂质（5）其它因素其它因素第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶二、食品工业常用的结晶方法与结晶设备二、食品工业常用的结晶方法与结晶设备（一）（一）食品工业常用的结晶方法与结晶设备食品工业常用的结晶方法与结晶设备1.冷却法结晶冷却法结晶2.蒸发法结晶蒸发法结晶3.真空结晶法真空结晶法（二）（二）结晶器的选择结晶器的选择第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶三、三、食品结晶过程及品质控制食品结晶过程及品质控制（一）（一）结晶过程的工艺设计结晶过程的工艺设计1.物料衡算：式物料衡算：式6-26等等2.热量衡算：式热量衡算：式6-30等等3.结晶时间：式结晶时间：式6-36等等第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶（二）（二）食品结晶过程的品质控制食品结晶过程的品质控制1.加晶种的控制结晶加晶种的控制结晶（1）晶种的量：式晶种的量：式6-38（2）投种时的过饱和度投种时的过饱和度2.细晶的消除细晶的消除3.晶垢的去除晶垢的去除第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶（三）（三）结晶的分离、洗涤和干燥结晶的分离、洗涤和干燥 1.晶体的分离晶体的分离2.晶体的洗涤晶体的洗涤3.晶体干燥与包装晶体干燥与包装第五节第五节 食品的结晶食品的结晶 食品加工保藏浓缩与结晶