第二章 食品的脱水加工,概述,食品的脱水加工（dehydration）,从食品中去除水分,浓缩(concentration)产品是液态，其中水分含量较高。 干燥(drying)产品是固体，最终水分含量低。,概述,食品脱水加工的方法,加热使水分蒸发,膜处理去除水分,油炸、烤、炒、烘,反渗透、超滤,概述,食品脱水加工的目的,延长贮存时间 更加美味 便于运输和贮存 便于进一步加工,第一节 食品干藏原理,食品中的水分含量与储藏稳定性密切相关,花生油 M 0.6 变质 淀粉 M 20 不易变质,食品中水分存在的形式,自由水（游离水） 结合水（被束缚水 ）,容易结冰，也能溶解溶质,不易结冰（40），不能作为溶剂,水分活度（water activity) AW,食品中水的逸度与纯水的逸度之比,f 食品中水的逸度 Aw = f0 纯水的逸度,P：食品中水的蒸汽分压； P0：纯水的蒸汽压,水分活度大小的影响因素,取决于水存在的量； 温度； 水中溶质的浓度； 食品成分；,食品中水分含量与水分活度之间的关系,水分吸附等温线,不同食品吸附等温曲线,不同温度吸附等温曲线,？,解吸：（desorption）干燥过程 吸附：（sorption） 复水过程,WHC,三 水分活度与食品保藏性的关系,（1）水分活度对微生物生长的影响,三 水分活度与食品保藏性的关系,（1）水分活度对微生物生长的影响,三 水分活度与食品保藏性的关系,水分活度0.9左右霉菌生长最旺盛,（1）水分活度对微生物生长的影响,（2）水分活度对酶活力的影响,呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变得比较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增大而迅速提高。,（3）水分活度对化学变化的影响,对脂肪氧化的影响,（3）水分活度对化学变化的影响,对褐变的影响,0.2,0.4,0.6,0.8,Aw,热量传递,水分传递,Food H2O,一、食品的干燥机制,1. 导湿性,水分梯度使水分转移,推动力:水分梯度,n,grad M,I,M+M,M,方向:,高,低,食品的干燥机制,1. 导湿性,i水= -K0（M/n）= -K 0 M（千克/米2小时）,其中： i水 物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg干物质/ 米2小时） K 导湿系数（米小时） 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 （kg干物质/米3 ） M 物料水分（kg/kg干物质）,食品的干燥机制,导湿系数的影响因素,导湿系数K（m2/h）,物料水分M（kg/kg绝干物质）,A,C,D,E, 吸附水分 渗透水分 毛细管水分,物料水分的影响,食品的干燥机制,温度的影响,导湿系数（K102）,K102=(T/290)14,温度（）,导湿系数的影响因素,食品的干燥机制,2. 导湿温性,温度梯度促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。,推动力:温度梯度,方向:,高,低,食品的干燥机制,T,T+T,T/ n,i,内,表面,图 温度梯度下水分的流向,n,i温= -K0（T / n）,i温 物料内水分转移量，单位时间内单位面积上的水分转移量（kg干物质/ 米2小时） K 导湿系数（米小时） 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/米3 ） 湿物料的导湿温系数（1/，或kg/kg干物质）,食品的干燥机制,导湿温系数的影响因素,物料水分的影响,导湿温系数（1/）,O,A,B,物料水分M（%）,食品的干燥机制,二、干制过程的特性,干燥曲线,水分含量变化曲线,干燥速率曲线,干制过程的特性,干燥阶段,干燥恒定阶段（恒速期）,干燥降速阶段（降速期）,干制过程的特性,（1）恒速期,干燥阶段,V1 V2 干燥推动力:P 热量进入汽化的水分中， 温度恒定；,( dw/dt )c = - Kg A ( ps-pa),干制过程的特性,干燥阶段,（2）降速期,V1 V2 内部质量传递机制影响干燥速度,( dW/dt )f = - K ( W - We ),影响干制的因素,1.干制条件的影响,温度,提高空气温度,干燥加快,空气流速,空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速,空气相对湿度,大气压力和真空度,影响干制的因素,食品性质的影响,表面积 组分定向 细胞结构 溶质的类型和浓度,第三节 干制对食品品质的影响,物理变化,干缩、干裂 表面硬化 多孔性 热塑性 溶质的迁移,第三节 干制对食品品质的影响,化学变化,蛋白质 碳水化合物 脂肪 维生素,受热易变性，会分解或降解,受高温易焦化、褐变,高温脱水时脂肪氧化,水溶性易被破坏和损失,第三节 干制对食品品质的影响,色素,新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；,天然色素： 类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化,第三节 干制对食品品质的影响,风味,受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味,干制品的复原性和复水性,干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度,复水比：R复=G复/G干,G复 干制品复水后沥干重， G干 干制品试样重,复重系数：K复= G复/ G原,G原 干制前相应原料重,评价干制品品质的指标,干制品的贮藏水分含量,干制品的耐贮藏性主要取决于干燥后的水分活度； 由于食品成分和性质不同，达到贮藏要求的水分活度时的相应水分含量各不相同；,合理选用干制工艺条件,空气温度、相对湿度、流速、气压,最适宜的干制工艺条件,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,主要工艺参数,食品的干制方法,自然干制：,人工干制：,晒干、阴干,在自然环境条件下干制食品,人工控制的工艺条件进行干制食品,对流干燥设备、滚筒干燥设备、真空干燥设备,人工干制：,空气对流干燥,最常见的食品干燥方法 常压下进行,柜（厢）式干燥设备,隧道式干燥设备,基本名称,高温低湿空气进入的一端热端 低温高湿空气离开的一端冷端,湿物料进入的一端湿端 干制品离开的一端干端,热空气气流与物料移动方向相反逆流 热空气气流与物料移动方向一致顺流,对于热空气,对于物料,对于设备,逆流隧道式干燥设备,物料与气流的方向相反，湿端即冷端，干端即热端；,顺流隧道式干燥设备,湿端即热端， 冷端即干端,气流干燥设备,流化床干燥器,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）。,Fluidised bed drying,Warm air is blown upwards directly underneath the food, causing it to flow and remain separated. This procedure is suitable for small items such as peas and coffee.,喷雾干燥设备,将液态或浆状食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程,100m,喷雾干燥设备,喷雾系统,压力喷雾：,液体在高压下（700-1000kPa）下,离心喷雾,高速旋转的盘中（5000-20000rpm）,气流喷雾：,压力为150500kPa的压缩空气,Low Swirl,High Swirl,接触干燥,被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的能量来自承载物料的表面以传导方式进行干燥，又称传导干燥,滚筒干燥设备,热传递和质量传递很快 热能经济，干燥费用低；,食品带有煮熟或焦糊,真空干燥,气压愈低,水沸点愈低,易蒸发 适合于不耐高温的食品,冷冻干燥,冰会直接从固态变成水蒸汽（升华）而脱水，是一种冷冻温度下的真空干燥，称冷冻升华干燥。,三相点：压力610Pa，温度0,冷冻干燥设备组成示意图,Front View of Freeze Dryer,Heating Plate in the Dryer,Vacuum System,