食品加工工艺技术模板.doc

是一个最古老食品保藏方法。
五、食品干藏历史
中国北魏在齐民要术书中记载用阴干加工肉脯；
在本草纲目中，晒干制桃干；
大批量生产干制方法是在1875年，将片状蔬菜堆放在室内，通入40度热空气进行干燥，这就是早期干燥保藏方法，差不多和罐头食品生产技术同时出现。
六、食品干藏特点
设备简单 生产费用低，因陋就简；
食品可增香、变脆；
食品色泽、复水性有一定差异。
七、脱水加工技术进展
除热空气干燥现在还在应用外，还发展了红外线、微波及真空升华干燥、真空油炸等新技术。
提升干燥速度；
提升干制品质量；
发展成食品加工中一个关键保藏方法。
第一节 食品干藏原理
长久以来大家已经知道食品腐败变质和食品中水分含量（M）含有一定关系M 表示以干基计，也有用湿基计m，但仅仅知道食品中水分含量还不能足以预言食品稳定性。有部分食品含有相同水分含量，但腐败变质情况是显著不一样，如鲜肉和咸肉，水分含量相差不多，但保藏却不一样，这就存在一个水能否被微生物酶或化学反应所利用问题；这和水在食品中存在状态相关。
一、食品中水分存在形式
（1）自由水或游离水
（2）结合水或被束缚水
①化学结合水；
②物理化学结合水。
③机械结合水。
二、水分活度
游离水和结合水可用水分子逃逸趋势（逸度）来反应，我们把食品中水逸度和纯水逸度之比称为水分活度（water activity） Aw。
f —— 食品中水逸度
Aw = ——
f0 —— 纯水逸度
我们把食品中水逸度和纯水逸度之比称为水分活度。
水分逃逸趋势通常能够近似地用水蒸汽压来表示，在低压或室温时，f/f0 和P/P0之差很小（<1%），故用P/P0来定义Aw是合理。
（1）定义
Aw = P/P0
其中 P：食品中水蒸汽分压；
P0：纯水蒸汽压（相同温度下纯水饱和蒸汽压）。
（2）水分活度大小影响原因
①取决于水存在量；
②温度；
③水中溶质浓度；
④食品成份；
⑤水和非水部分结合强度。
表2-1 常见食品中水分含量和水分活度关系。
（3）测量
①利用平衡相对湿度概念；
②数值上 Aw=相对湿度/100 ，但二者含义不一样；
③水分活度仪。
对单一溶质，可测定溶液冰点来计算溶质mol数；
具体方法参考 Food engineering properties M.M.A.Mao。
三、水分活度对食品影响
大多数情况下，食品稳定性（腐败、酶解、化学反应等）和水分活度是紧密相关。
（1）水分活度和微生物生长关系；
食品腐败变质通常是由微生物作用和生物化学反应造成，任何微生物进行生长繁殖和多数生物化学反应全部需要以水作为溶剂或介质。
干藏就是经过对食品中水分脱除，进而降低食品水分活度，从而限制微生物活动、酶活力和化学反应进行，达成长久保藏目标。
（2）干制对微生物影响；
干制后食品和微生物同时脱水，微生物所处环境水分活度不适于微生物生长，微生物就长久处于休眠状态，环境条件一旦适宜，，又会重新吸湿恢复活动。
干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，但保藏过程中微生物总数会稳步下降。
因为病原菌能忍受不良环境，应在干制前设法将其杀灭。
（3）干制对酶影响；
水分降低时，酶活性也就下降，然而酶和底物同时增浓。在低水分干制品中酶仍会缓慢活动，只有在水分降低到1%以下时，酶活性才会完全消失。
酶在湿热条件下易钝化，为了控制干制品中酶活动，就有必需在干制前对食品进行湿热或化学钝化处理，以达成酶失去活性为度。
（4）对食品干制基础要求。
干制食品原料应微生物污染少，品质高。
应在清洁卫生环境中加工处理，并预防灰尘和虫、鼠等侵袭。
干制前通常需热处理灭酶或化学处理破坏酶活并降低微生物污染量。有时需巴氏杀菌以杀死病原菌或寄生虫。
四、食品中水分含量（M）和水分活度之间关系
食品中水分含量（M）和水分活度之间关系曲线称为该食品吸附等温线；
水分吸附等温线认识；
温度对水分吸附等温线影响；
水分吸附等温线应用。
思索题
1. 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？简述干藏原理。
2. 在北方生产紫菜片，运到南方，出现霉变，是什么原因，怎样控制？
第二节 食品干制基础原理
一、干燥机制
干燥过程是湿热传输过程：表面水分扩散到空气中，内部水分转移到表面；而热则从表面传输到食品内部。
①水分梯度：干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先有液态转化为气态，即水分蒸发，以后，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湿含量低，出现水分含量差异，即存在水分梯度。水分扩散通常总是从高水分处向低水分处扩散，亦即是从内部不停向表面方向移动。这种水分迁移现象称为导湿性。
②温度梯度：食品在热空气中，食品表面受热高于它中心，所以在物料内部会建立一定温度差，即温度梯度。温度梯度将促进水分（不管是液态还是气态）从高温向低温处转移。这种现象称为导湿温性。
（一）导湿性
（1） 水分梯度
若用M 表示等湿面湿含量或水分含量（kg/kg干物质），则沿法线方向相距Δn另一等湿面上湿含量为M+Δ M ，那么物体内水分梯度grad M则为：

M—— 物体内湿含量，即每千克干物质内水分含量（千克）；
Δn—— 物料内等湿面间垂直距离（米）。
导湿性引发水分转移量可根据下述公式求得：
（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
上水分转移量（kg干物质/ 米2·小时）。
K—— 导湿系数（米·小时）。
γ0 —— 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）
水分转移方向和水分梯度方向相反，所以式中带负号。
需要注意一点是：
导湿系数在干燥过程中并非稳定不变，它伴随物料温度和水分而异。
（2）物料水分和导湿系数间关系
①K值改变比较复杂。
当物料处于恒率干燥阶段时，排除水分基础上为渗透水分，以液体状态转移，导时系数稳定不变（DE段）；再深入排除毛细管水分时，水分以蒸汽状态或以液体状态转移，导湿系数下降（CD段）；再深入为吸附水分，基础上以蒸汽状态扩散转移，先为多分子层水分，后为单分子层水分。
②导湿系数和温度关系
若将导湿性小物料在干制前加以预热，就能显著地加速干制过程。
所以能够将物料在饱和湿空气中加热，以免水分蒸发，同时能够增大导湿系数，以加速水分转移。
（二）导湿温性
在对流干燥中，物料表面受热高于它中心，所以在物料内部会建立一定温度梯度。温度梯度将促进水分（不管液态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性。
导湿温性是在很多原因影响下产生复杂现象。
高温将促进液体粘度和它表面张力下降，但将促进蒸汽压上升，而且毛细管内水分还将受到挤压空气扩张影响。结果是毛细管内水分将顺着热流方向转移。
（1）温度梯度
导湿温性引发水分转移流量将和温度梯度成正比，它流量可经过下式计算求得：
其中： i温—— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积
上水分转移量（kg干物质/ 米2·小时）。
K—— 导湿系数（米·小时）
γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量（kg干物质/米3 ）。
δ—— 湿物料导湿温系数（1/℃，或kg/kg干物质×℃）
（2）导湿温系数
就是温度梯度为1℃/米时物料内部能建立水分梯度，即

导湿温性和导湿性一样，会因物料水分差异（即物料和水分结合状态）而异。
（三）干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，所以，水分流动方向将由导湿性和导湿温性共同作用结果。
i总=i湿+i温
二者方向相反时： i总=i湿 — i温
当i湿﹥ i温
水分将根据物料水分降低方向转移，以导湿性为主，而导湿温性成为阻碍原因，水分扩散则受阻。
当i湿﹤ i温
水分随热流方向转移，并向物料水分增加方向发展，而导湿性成为阻碍原因。
如：烤面包早期
二、干制过程特征
食品在干制过程中，食品水分含量逐步降低，干燥速率逐步变低，食品温度也在不停上升。
①水分含量改变（干燥曲线）
②干燥速率曲线
③食品温度曲线
（1）干燥曲线
干制过程中食品绝对水分和干制时间关系曲线。干燥时，食品水分在短暂平衡后，出现快速下降，几乎是直线下降，当达成较低水分含量时（第一临界水分），干燥速率减慢，随即达成平衡水分。 平衡水分取决于干燥时空气状态。
（2）干燥速率曲线
伴随热量传输，干燥速率很快达成最高值，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，从而能够维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面速率大于或等于水分从表面扩散到空气中速率
（3）食品温度曲线
早期食品温度上升，直到最高值——湿球温度，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潜热（热量全部用于水分蒸发）。
在降率干燥阶段，温度上升直到干球温度，说明水分转移来不及供水分蒸发，则食品温度逐步上升。
曲线特征改变关键是内部水分扩散和表面水分蒸发或外部水分扩散所决定。
食品干制过程特征总结：干制过程中食品内部水分扩散大于食品表面水分蒸发或外部水分扩散，则恒率阶段能够延长，若内部水分扩散速率低于表面水分扩散，就不存在恒率干燥阶段。
外部扩散速率，很轻易了解，取决于温度、空气、湿度、流速和表面蒸发面积、形状等。
那么内部水分扩散速率影响原因或决定原因是什么呢？
由导湿性和导湿温性解释干燥过程曲线特征。
以上我们讲全部是热空气为加热介质。
若是采取其它加热方法，则干燥速率曲线将会改变。
三、影响干制原因
干制过程就是水分转移和热量传输，即湿热传输，对这一过程影响原因关键取决于干制条件（由干燥设备类型和操作情况决定）和干燥物料性质。
（一）干制条件影响
（1）温度
对于空气作为干燥介质，提升空气温度，干燥加紧。
因为温度提升，传热介质和食品间温差越大，热量向食品传输速率越大，水分外逸速率所以加速。
对于一定相对湿度空气，伴随温度提升，空气相对饱和湿度下降，这会使水分从食品表面扩散动力更大。
另外，温度高水分扩散速率也加紧，使内部干燥加速。
注意：若以空气作为干燥介质，温度并非关键原因，因为食品内水分以水蒸汽形式外逸时，将在其表面形成饱和水蒸汽层,若不立即排除掉，将阻碍食品内水分深入外逸，从而降低了水分蒸发速度.故温度影响也将所以而下降。
（2）空气流速
空气流速加紧，食品干燥速率也加速。
不仅因为热空气所能容纳水蒸气量将高于冷空气而吸收较多水分；
还能立即将聚集在食品表面周围饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分深入蒸发；
同时还因和食品表面接触空气量增加，而显著加速食品中水分蒸发。
（3）空气相对湿度
脱水干制时，假如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。近于饱和湿空气深入吸收水分能力远比干燥空气差。饱和湿空气不能在深入吸收来自食品蒸发水分。
脱水干制时，食品水分能下降程度也是由空气湿度所决定。食品水分一直要和周围空气湿度处于平衡状态。
干制时最有效空气温度和相对湿度能够从多种食品吸湿等温线上寻求。
（4）大气压力和真空度
气压影响水平衡，所以能够影响干燥，当真空下干燥时，空气蒸汽压降低，在恒速阶段干燥愈加快。
气压下降，水沸点对应下降，气压愈低，沸点也愈低，温度不变，气压降低则沸腾愈加速。
不过，若干制由内部水分转移限制 ，则真空干燥对干燥速率影响不大。
（5）蒸发和温度
干燥空气温度不管多高，只要由水分快速蒸发，物料温度通常不会高于湿球温度。
若物料水分下降，蒸发速率减慢，食品温度将随之而上升。
脱水食品并非无菌。
（二）食品性质影响
（1）表面积
水分子从食品内部行走距离决定了食品被干燥快慢。
小颗粒，薄片 易干燥，快。
（2）组分定向
水分在食品内转移在不一样方向上差异很大，这取决于食品组分定向。
比如：芹菜细胞结构，沿着长度方向比横穿细胞结构方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤维结构中，也存在类似行为。
（3）细胞结构：细胞结构间水分比细胞内水更轻易除去。
（4）溶质类型和浓度：溶质和水相互作用，抑制水分子迁移，降低水分转移速率，干燥慢。
思索题
①简述干燥机制。
②简述干制过程特征。
③假如想要缩短干燥时间，该怎样控制干燥过程？
四、合理选择干制工艺条件
食品干制工艺条件关键由干制过程中控制干燥速率、物料临界水分和干制食品品质关键参变数组成。比如：以热空气为干燥介质时，其温度、相对湿度和食品温度时它关键工艺条件。
最适宜干制工艺条件为：使干制时间最短、热能和电能消耗量最低、干制品质量最高。它随食品种类而不一样。
怎样选择合理工艺条件：
（1）使食品表面蒸发速率尽可能等于食品内部水分扩散速率，同时努力争取避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反温度梯度，以免降低食品内部水分扩散速率。
在导热性较小食品中，若水分蒸发速率大于食品内部水分扩散速率，则表面会快速干燥，表层温度升高到介质温度，建立温度梯度，更不利于内部水分向外扩散，而形成干硬膜。
措施 需降低空气温度和流速，提升空气相对湿度。
（2）恒率干燥阶段，为了加速蒸发，在确保食品表面蒸发速率不超出食品内部水分扩散速率标准下，许可尽可能提升空气温度。
此时，所提供热量关键用于水分蒸发，物料表面温度是湿球温度。
（3）降率干燥阶段时，应设法降低表面蒸发速率，使它能和逐步降低了内部水分扩散率一致，以免食品表面过分受热，造成不良后果。
要降低干燥介质温度，务使食品温度上升到干球温度时不致超出造成品质改变（如糖分焦化）极限温度（通常为90℃）。
（4）干燥末期干燥介质相对湿度应依据预期干制品水分加以选择。
通常达成和当初介质温度和相对湿度条件相适应平衡水分
第三节 干制对食品品质影响
一、干制过程中食品关键改变
（一）物理改变
（1）干缩、干裂；
（2）表面硬化；
（3）多孔性；
（4）热塑性 加热时会软化物料如糖浆或果浆。
（二）化学改变
（1）营养成份
①蛋白质；
②碳水化合物；
③脂肪；高温脱水时脂肪氧化比低温时严重
④维生素；
（2）色素；
①色泽随物料本身物化性质改变（反射、散射、吸收传输可见光能力）；
②天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素。
③褐变：糖胺反应(Maillard)、酶促褐变、焦糖化、其它。
（3）风味
①引发水分除去物理力，也会引发部分挥发物质去处；
②热会带来部分异味、煮熟味。
预防风味损失方法：芳香物质回收、低温干燥、加包埋物质，使风味固定
二、干制品复原性和复水性
干制品复水后恢复原来新鲜状态程度是衡量干制品品质关键指标。
干制品复原性就是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、成份和可见原因（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态程度。
干制品复水性：新鲜食品干制后能重新吸回水分程度，通常见干制品吸水增重程度来表示。
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：干制前对应原料重。
干燥比：R干=G原/G干。
三、食品干制方法选择：
①干制时间最短；
②费用最低；
③品质最高。
选择方法时要考虑：
①不一样物料物理状态不一样：液态、浆状、固体、颗粒；
②性质不一样：对热敏感性、受热损害程度、对湿热传输感受性；
③最终干制品用途；
④消费者要求不一样。
第四节 食品干制方法
干制方法能够区分为自然和人工干燥两大类。
自然干制：在自然环境条件下干制食品方法：晒干、风干、阴干。
人工干制：在常压或减压环境重用人工控制工艺条件进行干制食品，有专用干燥设备。常见设备有空气对流干燥设备、真空干燥设备、滚筒干燥设备。
一、空气对流干燥
空气对流干燥时最常见食品干燥方法，这类干燥在常压下进行，食品也分批或连续地干制，而空气则自然或强制地对流循环。
流动热空气不停和食品亲密接触并向它提供蒸发水分所需热量，有时还要为载料盘或输送带增添补充加热装置。
采取这种干燥方法时，在很多食品干制时全部会出现恒率干燥阶段和降率干燥阶段。所以干制过程中控制好空气干球温度就能够改善食品品质。
（一）柜式干燥设备
（1）特点：间歇型，小批量、设备容量小、操作费用高。
（2）操作条件：
空气温度<94℃，空气流速2-4m/s。
（3）适用对象
①果蔬或价格较高食品。
②作为中试设备，探索物料干制特征，为确定大规模工业化生产提供依据。
（二）隧道式干燥设备
部分定义：
①高温低湿空气进入一端——热端
②低温高湿空气离开一端——冷端
③湿物料进入一端——湿端
④干制品离开一端——干端
⑤热空气气流和物料移动方向一致——顺流
⑥热空气气流和物料移动方向相反——逆流
（1）逆流式隧道干燥设备
湿端即冷端，干端即热端。
湿物料碰到是低温高湿空气，即使物料含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢，这么不易出现表面硬化或收缩现象，而中心有能保持湿润状态，所以物料能全方面均匀收缩，不易发生干裂——适合于干制水果。
干端处食品物料已靠近干燥，水分蒸发已缓慢，即使碰到是高温低湿空气，但干燥仍然比较缓慢，所以物料温度轻易上升到和高温热空气相近程度。此时，若干物料停留时间过长，轻易焦化，为了避免焦化，干端处空气温度不易过高，通常不宜超出66-77℃。
因为在干端处空气条件高温低湿，干制品平衡水分将对应降低，最终水分可低于5%。
注意问题：
逆流干燥，湿物料载量不宜过多，因为低温高湿空气中，湿物料水分蒸发相对慢，若物料易腐败或菌污染程度过大，有腐败可能。
载量过大，低温高湿空气靠近饱和，物料增湿可能。
（2）顺流隧道式干燥
湿端即热端， 冷端即干端。
湿物料和干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大，可许可使用更高部分空气温度如80-90℃，深入加速水分蒸干而不至于焦化。
干端处则和低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡水分对应增加，干制品水分难以降到10%以下，所以吸湿性较强食品不宜选择顺流干燥方法。
顺流干燥，国外报道只用于干制葡萄。
（3）双阶段干燥
顺流干燥：湿端水分蒸发率高；
逆流干燥：后期干燥能力强；
双阶段干燥：取长补短。
①特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质很好
②用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）
现在还有多段式干燥设备，有3，4，5段等，有广泛适应性。
（三）输送带式干燥
特点：操作连续化、自动化、生产能力大。
（1）多层输送带
特点：
物料有翻动；物流方向有顺流和逆流；操作连续化、自动化、生产能力大、占地少。
（2）双带式干燥
（四）气流干燥
用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干燥。
特点：
干燥强度大，悬浮状态，物料最大程度地和热空气接触；
干燥时间短，0.5~5秒，并流操作；
散热面积小，热效高，小设备大生产；
适用范围广，物料(晶体)有磨损,动力消耗大。
适用对象：水分低于35%~40%物料。
（五）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（和液态相同）。
适用对象：粉态食品（固体饮料，造粒后二段干燥）。
单层流化床干燥器；多层流化床干燥器；卧式多室流化床干燥器；喷动流化床干燥器；振动流化床干燥器。
（六）仓贮干燥
适适用于干制那些已经用其它干燥方法去除大部分水分而还有部分残余水分需要继续清除未干透制品。
优点：比较经济而且不会对制品造成热损害。
（七）泡沫干燥
①工作原理：将液态或浆质态物料首先制成稳定泡沫料，然后在常压下用热空气干燥。
②造泡方法：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加发泡剂。
③特点：接触面大，干燥早期水分蒸发快，可选择温度较低干燥工艺条件。
④适用对象：水果粉，易发泡食品。
（八）喷雾干燥
喷雾干燥就是将液态或浆质态食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程。
设备关键由雾化系统、空气加热系统、干燥室、空气粉末分离系统、鼓风机等关键部分组成。
（1）常见喷雾系统有两种类型
①压力喷雾：液体在高压下（700-1000kPa）下送入喷雾头内以旋转运动方法经喷嘴孔向外喷成雾状，通常这种液滴颗粒大小约100-300μm，其生产能力和液滴大小经过食品流体压力来控制。
②离心喷雾：液体被泵入高速旋转盘中（5000-0rpm），在离心力作用下经圆盘周围孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小10-500μm。
（2） 空气加热系统
蒸汽加热；电加热。温度150~300℃，食品体系通常在200 ℃左右。
（3） 干燥室
液滴和热空气接触地方，可水平也可垂直，为立式或卧式，室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速度达50m/s, 滞留时间5~100秒，依据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流。
干燥时温度改变
空气200℃， 产品湿球温度80℃。
（4） 旋风分离器
将空气和粉末分离，大粒子粉末因为重力而将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器来完成。
（5）喷雾干燥特点
蒸发面积大；干燥过程液滴温度低；过程简单、操作方便、适合于连续化生产；耗能大、热效低。
（6）喷雾干燥经典产品
奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制剂。
（7）喷雾干燥发展
和流化床干燥结合两阶段干燥法；
再湿法和直通法。
二、接触干燥
被干燥物和加热面处于亲密接触状态，蒸发水分能量来自传导方法进行干燥，间壁传热，干燥介质可为蒸汽、热油。
①特点：可实现快速干燥，采取高压蒸汽，可使物料固形物从3-30%增加到90-98%，表面湿度可达100-145℃，接触时间2秒-几分钟，干燥费用低，带有煮熟风味。
②适用对象：浆状、泥状、液态，部分受热影响不大食品，如麦片、米粉
（一）滚筒干燥
基础结构：
金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受热蒸发，热由里向外。
设备类型：
(1)单滚筒，示意图；
(2)双滚筒，示意图；
(3)真空滚筒干燥，示意图。
三、真空干燥
①基础结构：干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水搜集装置。
②特点：物料呈疏松多孔状，能速溶。有时可使被干燥物料膨化。
③设备类型：间歇式真空干燥和连续式真空干燥（带式输送）。
适适用于：水果片、颗粒、粉末，如麦乳精。
四、冷冻干燥
将食品在冷冻状态下，食品中水变成冰，再在高真空度下，冰直接从固态变成水蒸汽（升华）而脱水，故又称为升华干燥。
要使物料中 水变成冰，同时由冰直接升华为水蒸汽，则必需要使物料水溶液保持在三相点以下。
（1）冷冻干燥条件：
1）真空室内绝对压力最少＜0.5×1000Pa，高真空通常达成0.26-0.01×1000Pa。
2）冷冻温度＜-4℃
（2）冻结方法：自冻法，预冻法
自冻法：就是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热，促进物料温度下降，直至它达成冻结点时物料水分自行冻结，如能将真空干燥室快速抽成高真空状态即压力快速下降,物料水分就会因水分瞬间大量蒸发而快速降温冻结。
但这种方法因为有液→气过程会使食品形状变形或发泡,沸腾等.适合于部分有一定体形如芋头\碎肉块\鸡蛋等。
预冻法：用通常冻结方法如高速冷空气循环法、低温盐水浸渍法、液氮或氟利昂等制冷剂使物料预先冻结，通常食品在-4℃以下开始形成冰晶体，此法较为适宜。关键将液态食品干燥。
（3）冷冻干燥设备基础结构
冷冻干燥设备组成 见示意图。
和真空干燥设备相同，但要多一个制冷系统,关键是将物料冻结成冰块状。
设备类型：间歇式冷冻干燥设备(P202)：隧道式连续式冷冻干燥设备(P203)：间歇式冷冻干燥设备：隧道式连续式冷冻干燥设备。
（4）冷冻干燥过程
①初级干燥阶段
冰晶体形成后，经过控制冷冻室中真空度，则冰晶升华，因升华相变是一个吸热过程，需要提供相变潜热或升华热。
在冷冻干燥初级阶段，伴随干燥进行，食品中冰逐步降低，在食品中冻结层和干燥层之间 界面被称为升华界面（ sublimation front），确切地说是在食品冻结层和干燥层之间存在一个扩散过渡区（见图P91）。
在干燥层中因为冰升华后水分子外逸留下了原冰晶体大小孔隙，形成了海绵状多孔性结构，这种结构有利于产品复水性，但这种结构使传热速度和水分外逸速度减慢，尤其是传热限制。所以，若采取部分穿透力强热能如辐射热、红外线、微波等使之直接穿透到（冰层面）升华面上，就能有效地加速干燥速率。
②二级干燥阶段
当食品中冰全部升华光，升华界面消失时，食品中水分作为冰被除去后水分含量在15-20%时，干燥就进入另一个阶段称为二级干燥。
剩下水分即是未结冰水分必需补加热量使之加紧运动而克服束缚来外逸出来。但在二级干燥阶段需要注意热量补加不能太快，以避免食品温度上升快而使原先形成固态状框架结构变为易流动液态状，而使食品固态框架结构发生瘪塌（collapse），此时温度称为瘪塌温度。在瘪塌中冰晶体升华后空穴伴随食品流动而使这些区域消失，食品密度降低，复水性差（疏松多孔结构消失）。食品瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度（glass transition temperature）。
（4）冷冻干燥特点
1）保持新鲜食品色、香、味及营养成份。适合于热敏食品和易氧化食品干燥。
2）冰晶体升华留下空间，使固体框架结构不变，食品干燥后成为疏松多孔状物质，复水性好。
3）因为操作在高真空和低温下进行，需要高真空设备和制冷设备，投资费用大，且操作费用也高，故产品成本高。
4）通常见在高附加值功效食品成份、生物制品（医药），还有生物制品如酶制剂等。
五、干燥方法发展
在前述干燥方法中，如空气对流干燥或热传导干燥中全部存在着一个温度梯度或传热界面，要使物料升高温度，肯定使物料表面受到一个过分热量（高温），若物料损失和传导慢，肯定需要提升物料温度（提升热源温度），使物料受到高温影响而妨碍质量。多年来为了消亡这个影响，降低这个缺点，则发展了红外线干燥技术和微波干燥技术。
1、红外干燥
把电磁波谱中波长在1-1000μm区域称为红外区。
在食品中有很多物料对红外区波长在3-15μm（2.5-25μm）范围红外线有很强吸收。
(1) 原理
组成物质分子、原子、电子，即使处于基态全部在不停地运动着振动或转动，这些运动全部有自己固有频率。当这些质点碰到某个频率和它固有频率相等时，则会发生和振动、转动共振运动，使运动深入激化，微观结构质点运动加剧宏观反应就是物体温度升高，即物质吸收红外线后，便产生自发烧效应，因为这种热效应直接产生于物体内部，所以能快速有效地对物质加热，这就是红外线加热原理。
在食品中很多成份全部能对红外线3~15μm波长有强烈吸收。
(2) 特点
热吸收率高；
有一定穿透能力，物体内部直接加热，食品受热比较均匀，不会局部过热；
加热速度快，传热效率高，在确保物料不过热情况下使物料被加热，因没有传热界面，故速度比传导和对流快得多，热损失也小，物料受热时间短；
产品质量好，经过控制红外线辐射，避免过分受热，则食品干燥时可使色、香、味、营养成份受到保留。
如红外干燥比传统对流干燥方法象叶绿素、维生素等易分解成份损失小得多。
(3)设备类型
作为热源一样可在上述对流干燥设备，真空干燥、冷冻干燥等中被应用。
最早使用红外干燥是用红外灯泡对汽车油漆涂层进行干燥。
现在食品工业中在谷物干燥、焙烤制品等得到应用。
2．微波干燥
微波是指波长在1mm~100cm范围电磁波。（频率在300~300000MHz）
①原理
水分子是一个偶极分子，一端带正电，一端带负电，在没有电场下，这些偶极分子在介质中作杂乱无规则运动。
在电场作用下，偶极分子定向排列，有规则取向排列。
若改变电场方向，则偶极分子取向也随之改变。若电场快速交替改变方向，则偶极分子亦随之作快速摆动，因为分子热运动和相邻分子间相互作用，产生了类似摩擦作用，使得分子以热形式表现出来，表现为介质温度升高。
工业上采取高频交替变换电场，如915MHz和2450MHz，即意味着在1秒钟内有9.15╳108次或2.45╳109次电场改变，分子如此频繁运动，其摩擦产生热量则相当大，故能瞬间升高温度。
② 特点
加热速度快，仅及常规方法1/10~1/100时间；
均匀性好，内部加热，避免表面硬化。微波穿透深度大致在几十厘米到几厘米厚度；
加热效率高，因为微波加热关键是食品中水分子吸收而使物料本身被加热，避免了环境高温和热损耗，所以热效率高，可达80%；
选择性吸收，一些成份很轻易吸收微波，另部分成份则不易吸收微波，如食品中水分吸收微波能比其它成份多，温度升高得大，有利于水分蒸发，干物质吸收微波能少，温度低，不过热，能够保持色香味等。
③ 应用
上述空气对流干燥多种设备中将热源换成微波，或箱式、隧道式、带式；
微波真空干燥，微波冷冻干燥；
微波焙烤。
第五节 干制品包装和贮藏
食品经干燥脱水处理后，其本身部分物理特征发生了很大改变，如密度、体积、吸湿性等。为了保持干制品特征和便于储藏运输，通常对于干制品而言包含三部分：干制品预处理；干制品包装；干制品贮藏。
一、包装前干制品预处理
1、筛选分级：
剔除块片和颗粒大小不合标准产品或其它碎屑杂质等物，有时在输送带上进行人工筛选。
2、均湿处理：
有时晒干或烘干干制品因为翻动或厚薄不均会造成制品中水分含量不均匀一致（内部亦不均匀），这时需要将它们放在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散和分布，从而达成均匀一致要求，这称为均湿处理。尤其是水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗
3、灭虫处理：
干制品，尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其间，在适宜条件下会生长造成损失。故常见烟熏剂用甲基溴作为有效烟熏剂，可使害虫中毒死亡。因残留溴会残留，通常许可残溴量应小于150ppm，有些水果干制品甚至在100ppm以下，如李干为20ppm。另外还有氯化乙烯和氯化丙烯。
4、速化复水处理（instantization process） 即为了加紧干制品复水速度，常采取
① 压片法 立即颗粒状果干经过相距为一定距离（0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧制压扁，薄果片复水比颗粒状快速得多；
② 刺孔法 将半干制品水分含量16-30%干苹果片进行刺孔，然后再干制到5%水分，不仅可加热干燥速度，还可使干制品复水加紧；
③ 刺孔压片法： 在转辊上装有刺孔用针，同时压片和刺孔，复水速度可达最快。
5、压块（片）：将干制品压缩成密度较高块状或片状，如紫菜。减小体积。但应对有韧性果蔬产品。
二．干制品包装
1．干制品包装要求
（1）能预防干制品吸湿回潮以免结块和长线 包装材料在90%相对湿度中，每十二个月水分增加量不超出2%；
（2）能预防外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物和气味等入侵；
（3）能不透外界光线；
（4）贮藏、搬运和销售过程中含有耐久牢靠特点，能维护容器原有特征，包装容器在30～100厘米高处落下120～200次而不会破损，在高温、高湿或浸水和雨淋情况也不会破烂；
（5）包装大小、形状和外观应有利于商品销售；
（6）和食品相接触包装材料应符合食品卫生要求，而且不会造成食品变性、变质；
（7）包装费用应做到低廉或合理。
注意点：
①要耐久牢靠；
②防湿；不吸湿密封，或加干燥剂；
③防氧化，充氮气，抽真空。
2．干制品包装容器
①纸箱和盒
纸箱和纸盒是干制品常见包装容器。大多数干制品用纸箱或纸盒包装时还衬有防潮包装材料如涂蜡纸、羊皮纸和含有热封性高密度聚乙烯塑料袋，以后者较为理想。纸盒还常见能紧密贴盒彩印纸、蜡纸、纤维膜或铝箔作为外包装。
②塑料袋
多年来，供零售用干制品常见玻璃纸包装，现在开始用涂料玻璃纸袋和塑料薄膜袋和复合薄膜袋包装。简单塑料袋如聚乙烯袋和聚丙烯袋包装使用最为普遍。也常采取玻璃纸一聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合复合薄膜，也可采取纸一聚乙烯一铝箔一聚乙烯组合复合薄膜材料。用薄膜材料作包装所占体积要比铁罐小，它可供真空或充隋性气体包装之用。
③金属罐
金属罐是包装干制品较为理想容器。它含有密封、防潮和防虫和牢靠耐久特点，并能避免在真空状态下发生破裂。
④玻璃瓶
玻璃罐也是防虫和防湿容器。有可真空包装。
很多干制品尤其是粉末状干制品包装时还常附装干燥剂。干燥剂通常包装在透湿纸质包装容器内以免污染干制品，同时能吸收密封容器内水蒸气，逐步降低干制品中水分。
3．干制品包装实例
按食品本身吸湿性可将干制品分为高吸湿性食品、易吸湿性食品、低吸湿性食品和中吸湿性食品，她们对包装要求也不一样。
（1）高吸湿性食品包装
经典食品：速溶咖啡、奶粉，水分1％一3％ ，通常平衡相对湿度低于20％，有部分产品低10％。
包装要求：包装环境有较低相对湿度（RH），包装材料隔绝水、汽、气、光性能高，包装密封性好。
包装形式：金属罐、玻璃瓶、复合铝塑纸罐、铝箔袋及铝塑复合袋 ；真空或充气；软包装：组合包装（大套小），外袋内加干燥剂、吸氧剂。
（2）易吸湿性食品包装
经典食品：茶叶、脱水汤料、烘烤早餐谷物、饼干等。水分2％～8％，平衡相对湿度10％－30％。
包装要求：隔绝水、气、汽、光。
包装形式：茶：铁罐、瓷罐、复合铝箔袋，袋泡茶用纸、外加收缩膜。
调味包：隔绝性好玻璃瓶或塑料瓶
饼干：BOPP、玻璃纸、MSAT型赛璐玢（PVDC涂敷赛璐玢）和多种复合材料，如以BOPP（20μm）／Al（7.5～9.0μm）／LDPE（20～25μm）或BOPP（20μm）／LDPE（20～25μm）、镀铝聚酯膜／PE（50μm）／PVDC 。
（3）低吸湿性食品包装
经典食品：坚果、面包等，含水量 6％～30％。
包装要求：中等防潮性能
包装形式：
软包装材料，如蜡纸、玻璃纸及塑料薄膜常见于面包包装；
现在多采取PEIP和PEIPP／PE共挤薄膜包装袋，并用热封或涂塑金属丝扎住袋口。高级面包采取铝箔／纸或铝箔／聚乙烯复合材料。
（4）中吸湿性食品包装
经典食品：蜜饯类食品，25％-40％，平衡湿度 60％－90％。
包装要求：该类食品也易受酵母和细菌等微生物侵袭，为了延长其保质期，在加工过程中常辅以适宜包装，如个体单包装、多层包装，用热充填（80～85℃）方法或采取真空充氮包装。所以要求包装材料有一定耐热性和低水、汽、气透过性。
三．干制品贮藏
良好贮藏环境是确保干制品耐藏性关键原因。环境相对湿度是水分关键决定原因。
①避光；
②干燥地方，相对湿度<65%；
③温度低温，0-2℃，但不易超出10-14℃。

第三章 食品热加工
第一节 热处理目标
表2-1：常见热处理
热处理
产品
工艺参数
预期改变
不良改变
保藏处理
热烫
蔬菜、水果
蒸汽或热水加热到90-100℃
钝化酶，除氧，减菌，降低生苦味，改变质构
营养损失，流失，色泽改变
巴氏杀菌
乳、啤酒、果汁、肉、蛋、面包、即食食品
加热到75-95℃
杀灭致病菌
色泽改变，营养改变，感官改变
杀菌
乳、肉制品、水果、蔬菜
加热到＞100℃
杀灭微生物及其孢子
色泽改变，营养改变，感官改变
转化处理
蒸煮
蔬菜、肉