第四章 食品的干制 (2)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 食品的干燥,干制的基本特性,干制原理,影响干制的因素,干制工艺条件的合理选择,干制对食品品质的影响,干制方法,干制品的包装与贮藏,概述,食品干制保藏：,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。,干藏特点：,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。,干燥的目的,延长贮藏期,-,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,;,用于某些食品加工过程以改善加工品质,-,如大豆、花生米经过适当干燥脱水，有利于脱壳,(,去外衣,),，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,;,便于商品流通,-,干制食品重量减轻、容积缩小，可以显著地节省包装、储藏和运输费用，并且便于携带和储运,;,干制食品常常是救急、救灾和战备用的重要物质。,食品干燥过程控制,达到一定的水分要求,保持或改善食品品质,控制条件和方法以获得最低能耗,一、干制的基本特性,物料类型：片状或细小液滴状食品,水分减少机制：扩散、对流,操作方式：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,产品特性：水分含量10%，固体或粉末,二、干制原理,将食品中的,水分活度（,Aw）,降到一定程度，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不变化，即控制,生化反应,及,其它反应,。,Aw,值反映了水分与食品结合的强弱及被微生物利用的有效性。,各种微生物的生长发育有其最适的,Aw,值。,水分活度（,Aw,）,：食品在密闭容器内测得的蒸汽压(,p),与同温下测得的纯水蒸汽压(,p,0,),之比。,Aw,值的范围在01之间。,1.,干燥机制,温度梯度 表面水分扩散到空气中,T,蒸汽压差,Food H,2,O,内部水分转移到表面,M,水分梯度,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，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，即存在,水分梯度,。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,导湿性,。,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一定的温度差，即,温度梯度,。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。这种现象称为,导湿温性,。,2.,食品干制过程特性,（,1,）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，随后达到平衡水分。,A-B,热力平衡,B,-C,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。,C,-D,降率干燥阶段：,水分从表面跑向干燥空气中的速率快于水分补充到表面的速率。,D-E,水分平衡,（,2,）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,（,3,）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）,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。,三、,影响干制的因素,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（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。,A.,温度,对于用空气作为干燥介质时，提高空气温度，干燥加快。,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,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,。,1.干制条件的影响（干燥介质为空气）,B,空气流速,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，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，而显著加速食品中水分的蒸发。,C,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。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寻找,。,D,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，沸点也愈低，温度不变，气压降低则沸腾愈加速,E,食品的表面积,操作条件对于干燥的影响,干燥条件,干燥恒率阶段,干燥降率阶段,空气温度上升,干燥速率增加,干燥速率增加,空气流速上升,干燥速率增加,无变化,相对湿度下降,干燥速率增加,无变化,真空度上升,干燥速率增加,无变化,表面积：,小颗粒，薄片易干燥,组成分子定向：,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。,细胞结构：,细胞结构间的水分比细胞内的水分更容,易除去。,溶质的类型和浓度：,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。,2.,食品性质的影响,四、,干制工艺条件的合理选择,最适宜的干制工艺条件为：,使干制时间最短、热能和电能的消耗量最低、干制品的质量最高。,它随食品种类而不同。,降率干燥阶段,，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保持一致，以免食品表面过度受热，导致引起不良后果。,干燥末期,，干燥介质的相对湿度应根据预期干制品水分加以选用。,使食品表面的蒸发速率尽可能等于食品内部的水,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,内部的水分扩散速率。,恒率干燥阶段,，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原则下，允许尽可能提高空气温度。,合理选用干燥工艺的原则：,五、干制对食品品质的影响,物理变化：干缩、表面硬化、多孔性、热塑性,化学变化：,营养成分,蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素,色素,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）,天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素,褐变,风味,引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去处,热会带来一些异味、煮熟味,防止风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物质，使风味固定,干制品的复原性,：干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度。,复水性：,新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示。,干制时间最短、费用最低、品质最高,选择方法时要考虑：,不同的物料物理状态不同：液态、浆状、固体、颗粒,性质不同：对热敏感性、受热损害程度、对湿热传递的感受性,最终干制品的用途,消费者的要求不同,六、食品的干制方法的选择,七、干制方法,按干燥设备特征分：,自然干制：在自然环境条件下干制食品的方法，如晒干、风干、阴干等。,人工干制：在常压或减压环境中用人工控制的工艺条件干制食品，如流化床干燥、喷雾干燥等，需专用的,干燥设备,。,根据为干燥提供能量的加热介质的类型分为：直接接触干燥机，,热空气提供干燥作用,；,间接接触干燥机，,热传递通过次生机制,；,红外或高频干燥机，,由辐射能量提供热量,；冷冻干燥，,水分通过低压固气过渡态（升华）而除去,。,NEXT,按干燥的连续性分为,：（,1,）间歇（批次）干燥；,（,2,）连续干燥。,以干燥时空气的压力来分类,：（,1,）常压干燥；,（,2,）真空干燥。,以干燥过程向物料供能热的方法来分类,：,（,1,）对流干燥；（,2,）传导干燥；,（,3,）能量场作用下的干燥及,组合干燥,法。,常用于液状和固状食物的干燥型式,干燥器类型 用于干燥的食物,空气对流干燥,窑式（烘房式）块片状,箱式、托盘或片盘式 块片状、浆料、液态,隧道式 块片状,连续运输带式 浆料、液状,槽型输送带式 块片状,空气提升式 小块片状、颗粒状,流化床式 小块片状、颗粒状,喷雾式 液态、浆状,转筒干燥,浆状、液态,真空干燥,块片状、浆状、液态,自然干燥,晒干,是指利用太阳光的辐射能进行干燥的过程。,风干,是指利用湿物料的平衡水蒸气压与空气中的水蒸气压差进行脱水干燥的过程。,晒干过程常包含风干的作用，是常见的,自然干燥干燥方法。,晒干、风干,方法可用于固态食品物料（如果、蔬、鱼、肉等）的干燥，尤其适于以湿润水分为主的物料（如粮谷类等）干燥，炎热干燥和通风良好的气候环境条件最适宜于晒干。,自然干燥的特点,A,它具有投资少、管理粗放、生产费用低，能在产地就地进行干燥。,B,自然干燥还能促使尚未完全成熟的原料在干燥过程进一步成熟。,C,自然干燥缓慢，干燥时间长。晒干时间随食品物料种类和气候条件而异，一般,2,3,天，长则,10,多天，甚至更长时间。,D,干燥最终水分受到限制，常会受到气候条件的影响和限制。如在阴雨季节就无法晒干，而难以制成品质优良的产品，甚至还会造成原料的腐败变质。,E,自然干燥还需有大面积的晒场和大量劳动力，生产效率低，又容易遭受灰尘、杂质、昆虫等污染和鸟类、啮齿动物等的侵袭，制品的卫生安全性较难保证。,F,科学利用太阳能，充分利用天然能源。,空气对流干燥,空气对流干燥是最常见的食品干燥方法。,A,热空气是热的载体，也是湿气的载体。而空气则有自然或强制对流循环，在不同条件下环绕湿物料进行干燥。热空气的流动靠风扇，鼓风机和折流板加以控制，空气的量和速度会影响干燥速率。空气的加热可以用直接或间接加热法：,直接加热空气靠空气直接与火焰或燃烧气体接触；,间接加热靠空气与热表面接触加热。,B,空气对流干燥一般在常压下进行，有间歇式（分批）和连续式。,C,被干燥的湿物料可以是固体、膏状物料及液体。,柜式干燥设备,特点：,间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高,操作条件：,空气温度,94,，空气流速,2-4m/s,适用对象,果蔬或价格较高的食品,或作为中试设备，摸索物料干制特性，为确定大规模工业化生产提供依据,空气对流干燥,旋转式干燥机,柜式干燥机,直接接触干燥机,旋转式干燥的用途：精制糖和玉米淀粉。,多层输送带式干燥机,直接接触干燥机,特点：,操作连续化、自动化、生产能力大,用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）,流化床干燥,使,颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态（与液态相似）。,适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒后二段干燥）,空气对流干燥,直接接触干燥机,流化床干燥用于干态颗粒食品物料干燥，不适于易粘结或结块的物料。流化床干燥的特点：,（,1,）物料颗粒与热空气在湍流喷射状态下进行充分的混合和分散，气固相间的传热传质系数及相应的表面积均较大，热效率较高，可达,60,80,。,（,2,）由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速地给热，使物料床温度均匀、易控制，颗粒大小均匀。,（,3,）物料在床层内的停留时间可任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含水量低的过程比较适用。,（,4,）设备设计简单，造