食品的脱水加工食品工艺学.pptx

第四节第四节 食品干制方法食品干制方法 干制方法能够区分为干制方法能够区分为自然自然和和人工人工干燥干燥两大类两大类自然干制：在自然环境条件下干制食品方法：自然干制：在自然环境条件下干制食品方法：晒干、阴干、晒干、阴干、人工干制：在常压或减压环境中用人工控制人工干制：在常压或减压环境中用人工控制工艺条件进行干制食品，有专用干燥设备工艺条件进行干制食品，有专用干燥设备,如：空气对流干燥设备、滚筒干燥设备、真如：空气对流干燥设备、滚筒干燥设备、真空干燥设备空干燥设备 等等本节主要讨论本节主要讨论人工干制方法人工干制方法食品的脱水加工食品工艺学第1页 一、空气对流干燥一、空气对流干燥空气对流干燥是最常见食品干燥方法，这类干燥在空气对流干燥是最常见食品干燥方法，这类干燥在常压下进行，食品可常压下进行，食品可分批分批或或连续连续地干制，而空气则地干制，而空气则普通为普通为强制强制地地对流循环对流循环。流动热空气不停和食品亲密接触并向它流动热空气不停和食品亲密接触并向它提供蒸发水提供蒸发水分分所需所需热量热量，有时还要为，有时还要为载料盘或输送带载料盘或输送带增添补充增添补充加热装置加热装置采取这种干燥方法时，在许多食品干制时都会采取这种干燥方法时，在许多食品干制时都会出现出现恒率干燥恒率干燥阶段和阶段和降率干燥降率干燥阶段。所以，干制过程中阶段。所以，干制过程中控制好空气控制好空气干球温度干球温度就能够改进食品品质。就能够改进食品品质。食品的脱水加工食品工艺学第2页1.柜（厢）式干燥设备柜（厢）式干燥设备基本结构基本结构 食品的脱水加工食品工艺学第3页特点：特点：间歇型，间歇型，小批量小批量、设备容量小、易控制，、设备容量小、易控制，但操作费用高但操作费用高操作条件：操作条件：空气温度空气温度94，空气流速，空气流速2-4m/s，时间，时间较长较长10-20h适用对象适用对象果蔬或价格较高食品果蔬或价格较高食品或作为或作为中试中试，探索物料干制特征，为确定，探索物料干制特征，为确定大规模工业化生产提供依据大规模工业化生产提供依据食品的脱水加工食品工艺学第4页2.隧道式干燥设备隧道式干燥设备 为了增加干燥能力，将干燥室加长，可为了增加干燥能力，将干燥室加长，可达十几米到几十米，物料从一头进到另一头达十几米到几十米，物料从一头进到另一头出来，即为隧道式干燥设备出来，即为隧道式干燥设备 通常依据热空气流动和物料移动方向，通常依据热空气流动和物料移动方向，将隧道式干燥设备分为将隧道式干燥设备分为逆流逆流或或顺流顺流隧道式干隧道式干燥设备燥设备 食品的脱水加工食品工艺学第5页 一些基本名称或概念：一些基本名称或概念：对于热空气对于热空气高温低湿高温低湿空气进入一端空气进入一端热端热端低温高湿低温高湿空气离开一端空气离开一端冷端冷端对于物料对于物料湿物料湿物料进入一端进入一端湿端湿端干制品干制品离开一端离开一端干端干端对于设备对于设备热空气气流与物料移动热空气气流与物料移动方向相反方向相反逆流逆流热空气气流与物料移动热空气气流与物料移动方向一致方向一致顺流顺流食品的脱水加工食品工艺学第6页(1)逆流隧道式干燥设备逆流隧道式干燥设备基本结构基本结构 物料与气流方向相反，物料与气流方向相反，湿端即冷端，干端即热湿端即冷端，干端即热端端；系半连续性；系半连续性食品的脱水加工食品工艺学第7页特点及应用特点及应用 A.湿物料湿物料先在先在冷端冷端碰到是碰到是低温高湿低温高湿空气，物空气，物料因含有高水分，尚能大量蒸发，但料因含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速蒸发速率较慢；率较慢；这么这么不易出现表面硬化或收缩现象不易出现表面硬化或收缩现象，而中心又能保持湿润状态，所以物料能全方而中心又能保持湿润状态，所以物料能全方面均匀收缩，不易发生干裂；面均匀收缩，不易发生干裂；适合于早期干燥速率过快轻易干裂水果如李、适合于早期干燥速率过快轻易干裂水果如李、梅等梅等 食品的脱水加工食品工艺学第8页 B.干端干端处食品物料已靠近干燥，水分蒸发已处食品物料已靠近干燥，水分蒸发已迟缓，但因碰到是迟缓，但因碰到是高温低湿高温低湿空气，干燥仍可空气，干燥仍可进行但比较迟缓，进行但比较迟缓，干制品平衡水分干制品平衡水分可对应降可对应降低，低，最终水分可低于最终水分可低于5%；C.干端处物料温度轻易上升到与高温热空气干端处物料温度轻易上升到与高温热空气相近程度。此时，若干物料停留时间过长，相近程度。此时，若干物料停留时间过长，轻易焦化，为了防止焦化，轻易焦化，为了防止焦化，干端处干端处空气温度空气温度不宜过高，普通不宜过高，普通不宜超出不宜超出77。食品的脱水加工食品工艺学第9页 D.逆流干燥，湿物料水分蒸发相对慢，总干燥逆流干燥，湿物料水分蒸发相对慢，总干燥速率低，故湿物料速率低，故湿物料载量不宜过多载量不宜过多，即设备，即设备干干燥能力将下降燥能力将下降；另外，因为在低温高湿空气中，若物料易腐另外，因为在低温高湿空气中，若物料易腐败或菌污染程度过大，会有腐败可能。故败或菌污染程度过大，会有腐败可能。故易易腐败物料不宜采取腐败物料不宜采取逆流干燥。逆流干燥。食品的脱水加工食品工艺学第10页（2）顺流隧道式干燥设备）顺流隧道式干燥设备基本结构基本结构 湿端即热端，湿端即热端，冷端即干端冷端即干端食品的脱水加工食品工艺学第11页特点与应用特点与应用 A.湿物料与干热空气相遇，湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快水分蒸发快，湿球，湿球温度下降比较大，可温度下降比较大，可允许允许使用更高一些空气使用更高一些空气温度如温度如90，深入加速水分蒸发而不至于焦深入加速水分蒸发而不至于焦化；化；B.干端处则与干端处则与低温高湿低温高湿空气相遇，水分蒸发空气相遇，水分蒸发迟缓，干制品平衡水分对应增加，迟缓，干制品平衡水分对应增加，干制品水干制品水分难以降到分难以降到10%以下以下；所以所以,吸湿性较强食品不宜选取顺流干燥方式。吸湿性较强食品不宜选取顺流干燥方式。食品的脱水加工食品工艺学第12页两种干燥设备干燥曲线比较两种干燥设备干燥曲线比较食品的脱水加工食品工艺学第13页（3）双阶段干燥设备）双阶段干燥设备基本结构基本结构 顺顺流干燥：流干燥：湿端水分蒸发率高湿端水分蒸发率高 逆流逆流干燥：干燥：后期干燥能力强，平衡水份低后期干燥能力强，平衡水份低食品的脱水加工食品工艺学第14页双阶段干燥：双阶段干燥：取长补短取长补短特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质很好很好用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马铃薯等）铃薯等）现在还有多段式干燥设备，有现在还有多段式干燥设备，有3，4，5段段等，有广泛适应性。等，有广泛适应性。食品的脱水加工食品工艺学第15页3.输送带式干燥设备输送带式干燥设备(1)多层输送带多层输送带特点：特点：物料物料有翻动有翻动 物流方向物流方向有有顺流顺流和和逆流逆流 操作操作连续化、连续化、自动化、生自动化、生产能力大；产能力大；减轻装卸物减轻装卸物料强度料强度增加了高度，增加了高度，占地少占地少食品的脱水加工食品工艺学第16页（2）双带式干燥）双带式干燥食品的脱水加工食品工艺学第17页 特点特点分成两个阶段：第一阶段，区段分成两个阶段：第一阶段，区段1，因物料高，因物料高湿，热空气自下而上；区段湿，热空气自下而上；区段2和第二阶段，物和第二阶段，物料减轻，热空气自上而下，以免吹跑物料；料减轻，热空气自上而下，以免吹跑物料；蔬菜脱水干制时，第一阶段，区段蔬菜脱水干制时，第一阶段，区段1，空气温，空气温度可度可93127，区段，区段2，71104；第二阶；第二阶段，段，5482；有利于制成品质优良产品；有利于制成品质优良产品；占面积大，但投资成本较低；占面积大，但投资成本较低；食品的脱水加工食品工艺学第18页4.气流干燥设备气流干燥设备基本结构基本结构 见图见图用气流来用气流来输送输送物料使粉状或物料使粉状或颗粒食品在热颗粒食品在热空气中空气中干燥干燥关键系统有加关键系统有加料器和旋风分料器和旋风分离器离器 食品的脱水加工食品工艺学第19页关键是稳定而均匀加料，加料器结构关键是稳定而均匀加料，加料器结构食品的脱水加工食品工艺学第20页旋风分旋风分离器离器工作工作原理原理将粉末将粉末与空气分与空气分离离食品的脱水加工食品工艺学第21页 特点特点干燥强度大干燥强度大,悬浮状态悬浮状态,物料最大程度地与热空物料最大程度地与热空气接触（温度气接触（温度121190）;干燥时间短干燥时间短,，0.55秒秒,并流操作并流操作;散热面积小散热面积小,热效高热效高,小设备大生产小设备大生产;适用适用范围范围广广,物料物料(晶体晶体)有磨损有磨损,动力消耗大动力消耗大 适用对象适用对象：水分低于水分低于35%40%、不易结块物料、不易结块物料 比如糯米粉、马铃薯颗粒比如糯米粉、马铃薯颗粒食品的脱水加工食品工艺学第22页5.流化床干燥设备流化床干燥设备基本结构基本结构 使使颗粒颗粒食品在干燥床上呈食品在干燥床上呈流化流化状态或迟缓沸腾状态或迟缓沸腾状态（与液态相同）。状态（与液态相同）。适用对象：颗粒或粉粒状食品（固体饮料，适用对象：颗粒或粉粒状食品（固体饮料，造粒后二段干燥）造粒后二段干燥）食品的脱水加工食品工艺学第23页流化床类型流化床类型单层流化床干燥器单层流化床干燥器 多层流化床干燥器多层流化床干燥器 食品的脱水加工食品工艺学第24页卧式多室流化床干燥器卧式多室流化床干燥器 喷动流化床干燥器喷动流化床干燥器 食品的脱水加工食品工艺学第25页振动流化床干燥器振动流化床干燥器 食品的脱水加工食品工艺学第26页6.喷雾干燥设备喷雾干燥设备喷雾干燥就是将喷雾干燥就是将液态或浆状食品液态或浆状食品喷成雾状液滴，喷成雾状液滴，悬浮在热空气悬浮在热空气气气流中进行脱水干流中进行脱水干燥过程燥过程设备主要由设备主要由雾化雾化系统、空气加热系统、空气加热系统、干燥室、系统、干燥室、空气粉末分离系空气粉末分离系统、鼓风机统、鼓风机等主等主要部分组成。要部分组成。食品的脱水加工食品工艺学第27页（1）喷雾系统喷雾系统 使液体形成小液滴，产生大量表面积有利于水使液体形成小液滴，产生大量表面积有利于水蒸发，惯用喷雾系统主要有三类装置：蒸发，惯用喷雾系统主要有三类装置：压力喷雾压力喷雾：液体在高压下（：液体在高压下（700-1000kPa）下）下送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状，普通这种液滴颗粒大小约成雾状，普通这种液滴颗粒大小约100-300m，其生产能力和液滴大小经过食品流，其生产能力和液滴大小经过食品流体压力来控制。体压力来控制。食品的脱水加工食品工艺学第28页离心喷雾离心喷雾：液体被泵入高速旋转盘中（：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），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，大小逸并被分散成雾状液滴，大小10-500m。气流喷雾：气流喷雾：在压力为在压力为150500kPa压缩空气经压缩空气经双流体喷头内环孔向外喷射时，将同时来自双流体喷头内环孔向外喷射时，将同时来自喷头中心孔液态分散成雾状液滴；喷头中心孔液态分散成雾状液滴；食品的脱水加工食品工艺学第29页三类雾化器特点三类雾化器特点食品的脱水加工食品工艺学第30页（2）空气加热系统空气加热系统蒸汽加热蒸汽加热电加热电加热温度温度150300 食品体系普通在食品体系普通在200 左右左右食品的脱水加工食品工艺学第31页（3）干燥室干燥室液滴和热空气接触地方，可水平也可垂直，液滴和热空气接触地方，可水平也可垂直，为立式或卧式，为立式或卧式，室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速度达度达50m/s,滞留时间滞留时间5100秒，秒，依据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流，依据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流，干燥时温度改变干燥时温度改变 空气约空气约200，产品湿球温度普通在产品湿球温度普通在80以以下；下；食品的脱水加工食品工艺学第32页食品的脱水加工食品工艺学第33页（4）空气粉末分离系统空气粉末分离系统将空气和粉末分离，大粒子粉末因为重力而将空气和粉末分离，大粒子粉末因为重力而将到干燥室底部，细粉末靠将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器旋风分离器来完来完成；成；难以分离细粉要用难以分离细粉要用布过滤器布过滤器；食品的脱水加工食品工艺学第34页食品的脱水加工食品工艺学第35页（5）喷雾干燥特点）喷雾干燥特点蒸发面积大蒸发面积大干燥过程液滴温度低干燥过程液滴温度低过程简单、操作方便、适合于连续化生产过程简单、操作方便、适合于连续化生产耗能大、热效低耗能大、热效低 食品的脱水加工食品工艺学第36页（6）喷雾干燥经典产品）喷雾干燥经典产品奶粉奶粉速溶咖啡和茶粉速溶咖啡和茶粉蛋粉蛋粉豆奶粉豆奶粉酶制剂酶制剂酵母提取物酵母提取物干酪粉干酪粉食品的脱水加工食品工艺学第37页（7）喷雾干燥发展）喷雾干燥发展与流化床干燥结合两阶段干燥法与流化床干燥结合两阶段干燥法再湿法和直通法再湿法和直通法 食品的脱水加工食品工艺学第38页二、接触干燥二、接触干燥被干燥物与被干燥物与加热面加热面处于处于亲密接触亲密接触状态，蒸发状态，蒸发水分能量来自承载物料表面以水分能量来自承载物料表面以传导方式传导方式进行进行干燥，又称传导干燥干燥，又称传导干燥间壁传热，而不是加热空气来传热，干燥介间壁传热，而不是加热空气来传热，干燥介质可为蒸汽、热油质可为蒸汽、热油这类设备常见例子是滚筒干燥机这类设备常见例子是滚筒干燥机食品的脱水加工食品工艺学第39页滚筒干燥设备滚筒干燥设备 1.基本结构基本结构金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受热蒸发，热蒸发，热由里向外热由里向外 2.设备类型设备类型 (1)单单滚筒滚筒,示意图示意图 (2)双双滚筒，示意图滚筒，示意图 食品的脱水加工食品工艺学第40页双双滚筒滚筒干燥设干燥设备系统备系统示意图示意图见见P65食品的脱水加工食品工艺学第41页3.特点特点热传递和质量传递很快，接触时间热传递和质量传递很快，接触时间2秒秒-几分几分钟，可实现钟，可实现快速干燥快速干燥；采取高压蒸汽加热，；采取高压蒸汽加热，可使物料固形物从可使物料固形物从3-30%增加到增加到90-98%，表，表面温度可达面温度可达100-145，热能经济，干燥费用，热能经济，干燥费用低；低；因与高温接触，食品带有因与高温接触，食品带有煮熟或焦糊味煮熟或焦糊味4.适用对象适用对象 浆状、泥状、糊状、膏状、液态，一些受热浆状、泥状、糊状、膏状、液态，一些受热影响不大食品，如麦片、米粉影响不大食品，如麦片、米粉食品的脱水加工食品工艺学第42页三、三、真空干燥真空干燥 食品在食品在低气压低气压条件下条件下,热量通常由传导热量通常由传导或辐射向食品传递或辐射向食品传递,进行物料干燥。气压愈进行物料干燥。气压愈低低,水沸点愈低水沸点愈低,易蒸发易蒸发,可降低干燥温度可降低干燥温度,减减少氧化反应等，适合于不耐高温食品。少氧化反应等，适合于不耐高温食品。1.基本结构基本结构 干燥箱、干燥箱、真空系统、真空系统、供热系统、冷凝水供热系统、冷凝水搜集装置搜集装置 食品的脱水加工食品工艺学第43页2.设备类型设备类型 间歇式真空干燥设备间歇式真空干燥设备 连续式真空干燥（带式输送）设备连续式真空干燥（带式输送）设备食品的脱水加工食品工艺学第44页间歇式间歇式真空干燥真空干燥设备系统设备系统蒸汽喷射泵抽蒸汽喷射泵抽气系统气系统制冷冷凝器和制冷冷凝器和真空泵组合抽真空泵组合抽气系统气系统三级蒸汽喷射三级蒸汽喷射泵泵食品的脱水加工食品工艺学第45页连续式连续式输送带式真空干燥设备输送带式真空干燥设备食品的脱水加工食品工艺学第46页为确保干燥室中真空度，有专门设计密封性为确保干燥室中真空度，有专门设计密封性连续进料和出料装置；连续进料和出料装置；生产品质优良橙汁晶粉、速溶茶等；生产品质优良橙汁晶粉、速溶茶等；真空与其它干燥设备结合则可形成各种形式真空与其它干燥设备结合则可形成各种形式真空干燥设备，如真空滚筒干燥，真空干燥设备，如真空滚筒干燥，见书见书P68食品的脱水加工食品工艺学第47页 真空滚筒干燥真空滚筒干燥食品的脱水加工食品工艺学第48页3.特点特点 可降低干燥温度；可降低干燥温度；可使水分降低到可使水分降低到2%左右左右 物料呈物料呈疏松多孔状，能速溶疏松多孔状，能速溶。可使被干燥物料轻微膨化。可使被干燥物料轻微膨化。4.适用对象适用对象 水果片、颗粒、粉末如麦乳精、速溶茶水果片、颗粒、粉末如麦乳精、速溶茶等等食品的脱水加工食品工艺学第49页思索题思索题解释名称：热端、冷端；干端、湿端；顺流、解释名称：热端、冷端；干端、湿端；顺流、逆流；逆流；简述顺流和逆流干燥设备区分和特点；简述顺流和逆流干燥设备区分和特点；在空气对流干燥方法中有那些设备？每类设在空气对流干燥方法中有那些设备？每类设备适用性？备适用性？真空干燥设备组成和特点；真空干燥设备组成和特点；喷雾干燥设备组成及特点喷雾干燥设备组成及特点;食品的脱水加工食品工艺学第50页四、冷冻干燥四、冷冻干燥在高真空度下，假如再将温度降低到食在高真空度下，假如再将温度降低到食品品冷冻冷冻温度下，则食品中水变成冰，在温度下，则食品中水变成冰，在此条件下，冰会直接从固态变成水蒸汽此条件下，冰会直接从固态变成水蒸汽（升华）而脱水，是一个冷冻温度下真（升华）而脱水，是一个冷冻温度下真空干燥，称冷冻空干燥，称冷冻升华升华干燥。干燥。利用冰晶升华原理利用冰晶升华原理食品的脱水加工食品工艺学第51页1.冷冻干燥条件冷冻干燥条件要使物料中要使物料中 水变成冰，同时由冰直接升水变成冰，同时由冰直接升华为水蒸汽，则必须要使食品物料水溶华为水蒸汽，则必须要使食品物料水溶液温度液温度保持在三相点以下保持在三相点以下。纯水三相图见下列图纯水三相图见下列图食品的脱水加工食品工艺学第52页 O点（固液气）三相点：压力点（固液气）三相点：压力610Pa，温度，温度0，BO：升华曲线，：升华曲线，OA：液化曲线：液化曲线食品的脱水加工食品工艺学第53页对于食品来说，因食品水分中有溶质，是含对于食品来说，因食品水分中有溶质，是含有各种溶质混合溶液，溶液冻结时则成为低有各种溶质混合溶液，溶液冻结时则成为低共熔混合物或共熔混合物或共晶溶液共晶溶液；当共晶溶液开始冻；当共晶溶液开始冻结温度称为结温度称为共晶点温度共晶点温度，它是溶液完全冻结，它是溶液完全冻结固化最高温度；冻结固化点也是熔化开始点，固化最高温度；冻结固化点也是熔化开始点，所以共晶点温度也称为所以共晶点温度也称为共熔点温度共熔点温度。伴随食品水溶液浓度增加，其共晶点或共熔伴随食品水溶液浓度增加，其共晶点或共熔点温度和它水蒸气压都对应下降。点温度和它水蒸气压都对应下降。故食品水冻结时要低于故食品水冻结时要低于0；普通在；普通在-4 以以下；压力要小于下；压力要小于600Pa食品的脱水加工食品工艺学第54页冷冻干燥条件冷冻干燥条件（1）食品）食品冷冻温度冷冻温度-4；（2）食品升华普通要）食品升华普通要绝对压力绝对压力500Pa，最高真空普通到达，最高真空普通到达155Pa。食品的脱水加工食品工艺学第55页2.食品冻结食品冻结食品中水被最大量地冻结；食品中水被最大量地冻结；食品冻结对干燥影响；食品冻结对干燥影响；食品冻结方法；食品冻结方法；食品的脱水加工食品工艺学第56页（1）最大冻结浓度）最大冻结浓度食品在冻结时，先是自由水会结晶析出，食品在冻结时，先是自由水会结晶析出，剩下溶液溶质浓度增加，冰点下降，剩下溶液溶质浓度增加，冰点下降，伴随冷冻进行，最终到达伴随冷冻进行，最终到达最大冻结浓度；最大冻结浓度；此时为最低共熔点，当温度下降到此点此时为最低共熔点，当温度下降到此点 以下时，溶液被全部冻结，确切地说是以下时，溶液被全部冻结，确切地说是 非结晶性非结晶性玻璃态；玻璃态；要使食品中水被最大程度冻结，通常食品要使食品中水被最大程度冻结，通常食品冻结温度采取冻结温度采取-45-30 食品的脱水加工食品工艺学第57页（2）冰晶体大小对干燥影响）冰晶体大小对干燥影响迟缓冻结时形成冰晶体大，当升华时留迟缓冻结时形成冰晶体大，当升华时留下多孔性通道，下多孔性通道，干燥速度干燥速度快；快；冻结速度快，冰晶体小，干制品有很好冻结速度快，冰晶体小，干制品有很好复原性复原性；干燥时间要长一点；干燥时间要长一点；食品的脱水加工食品工艺学第58页（3）常见冻结方法）常见冻结方法自冻法自冻法就是利用物料表面水分蒸发时从它本就是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热身吸收汽化潜热,促使物料温度下降促使物料温度下降,直至它到直至它到达冻结点时物料水分自行冻结；如能将真空达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干燥室快速抽成高真空状态,即压力快速下降即压力快速下降,物料水分就会因水分瞬间大量蒸发而快速降物料水分就会因水分瞬间大量蒸发而快速降温冻结温冻结.但这种方法因为有液但这种方法因为有液气过程会使食品形状气过程会使食品形状变形或发泡、沸腾等。变形或发泡、沸腾等。适合于一些有一定体形食品如芋头、碎肉块、适合于一些有一定体形食品如芋头、碎肉块、果蔬等。果蔬等。食品的脱水加工食品工艺学第59页预冻法预冻法将要冻干食品物料预先用制冷机或系将要冻干食品物料预先用制冷机或系统如液氨、液氮或氟利昂制冷，进行统如液氨、液氮或氟利昂制冷，进行冻结，或在冻库中冷冻；冻结，或在冻库中冷冻；普通食品在普通食品在-4以下以下开始形成冰晶体，开始形成冰晶体，此法较为适宜，主要是用于液态食品此法较为适宜，主要是用于液态食品干燥干燥.食品的脱水加工食品工艺学第60页3、冷冻干燥过程、冷冻干燥过程食品冷冻干燥曲线食品冷冻干燥曲线食品温度改变曲线（表面、中心）；食品温度改变曲线（表面、中心）；食品水分含量改变曲线；食品水分含量改变曲线；加热板温度改变曲线；加热板温度改变曲线；真空度改变曲线；真空度改变曲线；食品的脱水加工食品工艺学第61页载载量量150g/cm2；物物料料大大小小0.64cm；干干燥燥室室平平均均压压力力200Pa；初初始始水水分分90%，最最终终水水分分3%，湿湿物物料料重重量量760kg；最最初初水水分分684kg。1加热板温度；加热板温度；2.物料表面温度；物料表面温度；3.干燥曲线干燥曲线食品的脱水加工食品工艺学第62页 牛肉冻干曲线牛肉冻干曲线 牡蛎冻干曲线牡蛎冻干曲线食品的脱水加工食品工艺学第63页生牛肉接触加热冻干曲线生牛肉接触加热冻干曲线食品的脱水加工食品工艺学第64页（1）初级干燥）初级干燥（Primary drying stage），升华干燥（），升华干燥（sublimation）食品中水在冰晶体形成后，经过控制冷冻室食品中水在冰晶体形成后，经过控制冷冻室中真空度，则冰晶升华，该阶段中真空度，则冰晶升华，该阶段水分含量快水分含量快速下降速下降，主要是除去自由水或体相水分；，主要是除去自由水或体相水分；因冰蒸汽压伴随温度降低而下降，故为了使因冰蒸汽压伴随温度降低而下降，故为了使水分子从冰中升华水分子从冰中升华需要真空度高需要真空度高，最低在，最低在5Pa以下；但以下；但冻结物料温度最低极限不能小冻结物料温度最低极限不能小于冰晶体饱和蒸汽压对应温度于冰晶体饱和蒸汽压对应温度；食品的脱水加工食品工艺学第65页需要加热需要加热升华相变是一个吸热过程，需要提供相变潜升华相变是一个吸热过程，需要提供相变潜热或升华热。假如不提供热量则物料伴随升热或升华热。假如不提供热量则物料伴随升华进行温度快速下降，当温度降到与真空度华进行温度快速下降，当温度降到与真空度下对应水蒸汽压相等时，则水蒸汽挥发停顿。下对应水蒸汽压相等时，则水蒸汽挥发停顿。所所提供热量应等于冰晶体升华热提供热量应等于冰晶体升华热，同时应注，同时应注意使物料上升温度不能超出被冻结物料温度意使物料上升温度不能超出被冻结物料温度或略低于冰晶体熔化温度，方便能进行升华。或略低于冰晶体熔化温度，方便能进行升华。食品的脱水加工食品工艺学第66页升华界面升华界面在冷冻干燥初级阶段，伴随干燥进行，食品在冷冻干燥初级阶段，伴随干燥进行，食品中冰逐步降低，有冰部分为冻结层，没有冰中冰逐步降低，有冰部分为冻结层，没有冰部分成为干燥层；在食品中冻结层和干燥层部分成为干燥层；在食品中冻结层和干燥层之间之间 界面被称为界面被称为升华界面升华界面（sublimation front），确切地说是在食品冻结层和干燥层），确切地说是在食品冻结层和干燥层之间存在一个之间存在一个扩散过渡区扩散过渡区食品的脱水加工食品工艺学第67页 升华界面升华界面食品的脱水加工食品工艺学第68页过渡层过渡层食品的脱水加工食品工艺学第69页在干燥层中因为冰升华后水分子外逸留下了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，形成了原冰晶体大小孔隙，形成了海绵状多孔性结海绵状多孔性结构构，这种结构有利于产品复水性；，这种结构有利于产品复水性；但这种结构但这种结构使传热速度减慢使传热速度减慢，即妨碍传热，即妨碍传热，使干燥速度下降。所以，若采取一些穿透力使干燥速度下降。所以，若采取一些穿透力强热能如辐射热、红外线、微波等使之直接强热能如辐射热、红外线、微波等使之直接穿透到（冰层面）升华面上，就能有效地加穿透到（冰层面）升华面上，就能有效地加紧干燥速率。紧干燥速率。食品的脱水加工食品工艺学第70页(2)二级干燥（二级干燥（secondry drying stage）当食品中冰全部升华完成，升华界面消失时，当食品中冰全部升华完成，升华界面消失时，此时食品水分含量还有此时食品水分含量还有15-20%时，水分含量时，水分含量下降变慢，干燥就进入另一个阶段称为下降变慢，干燥就进入另一个阶段称为二级二级干燥干燥。这些剩下水分即是被束缚、这些剩下水分即是被束缚、不能被冻结不能被冻结水分水分子，是多分子和单分子吸附层水，但这些水子，是多分子和单分子吸附层水，但这些水并非为液态水，而是为并非为液态水，而是为玻璃态玻璃态水，可使已被水，可使已被干燥产品结构维持刚性多孔状；使玻璃态水干燥产品结构维持刚性多孔状；使玻璃态水转变为液态水温度称为转变为液态水温度称为玻璃态转化温度玻璃态转化温度（glass transition temperature），见图。），见图。食品的脱水加工食品工艺学第71页食品的脱水加工食品工艺学第72页要继续除去这部分水，必须补加热量使之加要继续除去这部分水，必须补加热量使之加紧运动来克服束缚才能外逸出来。但需要注紧运动来克服束缚才能外逸出来。但需要注意意热量补加不能太快热量补加不能太快；在二级干燥阶段当温度升高到使干燥层原先在二级干燥阶段当温度升高到使干燥层原先形成固态状框架结构失去刚性、发生熔化或形成固态状框架结构失去刚性、发生熔化或产生发粘、发泡现象，即使食品固态框架结产生发粘、发泡现象，即使食品固态框架结构发生瘪塌（构发生瘪塌（collapse），此时温度称为），此时温度称为瘪瘪塌温度塌温度。在瘪塌中，食品冰晶体升华后空穴。在瘪塌中，食品冰晶体升华后空穴消失，阻塞了水分子升华外逸，妨碍升华继消失，阻塞了水分子升华外逸，妨碍升华继续进行，致使冻干失败。同时食品密度降低，续进行，致使冻干失败。同时食品密度降低，复水性差。食品瘪塌温度实际上就是玻璃态复水性差。食品瘪塌温度实际上就是玻璃态转化温度。转化温度。食品的脱水加工食品工艺学第73页食品的脱水加工食品工艺学第74页4、冷冻干燥设备基本结构、冷冻干燥设备基本结构(1)冷冻干燥设备组成冷冻干燥设备组成 基本组成与真空干燥设备相同；基本组成与真空干燥设备相同；但要多一个但要多一个制冷系统制冷系统或或冻结系统冻结系统,主要主要是将物料冻结成冰块状。是将物料冻结成冰块状。见示意图见示意图食品的脱水加工食品工艺学第75页冷冻干燥设备组成示意图冷冻干燥设备组成示意图食品的脱水加工食品工艺学第76页(2)设备类型设备类型间歇式冷冻干燥设备间歇式冷冻干燥设备隧道式连续式冷冻干燥设备隧道式连续式冷冻干燥设备食品的脱水加工食品工艺学第77页间歇式冷冻干燥设备间歇式冷冻干燥设备食品的脱水加工食品工艺学第78页隧道式连续式冷冻干燥设备隧道式连续式冷冻干燥设备食品的脱水加工食品工艺学第79页5.冷冻干燥食品特点冷冻干燥食品特点在低温高真空下，尤其适合于热敏性高和极在低温高真空下，尤其适合于热敏性高和极易氧化食品干燥，能够保留新鲜食品色香味易氧化食品干燥，能够保留新鲜食品色香味及营养成份；及营养成份；不失原有固体骨架结构，可保持物料原有形不失原有固体骨架结构，可保持物料原有形态；态；含有多孔结构，速溶性和复水性好；含有多孔结构，速溶性和复水性好；设备昂贵，冻干制品价格是热风干燥设备昂贵，冻干制品价格是热风干燥35倍；倍；食品的脱水加工食品工艺学第80页6.冻干食品种类冻干食品种类蔬菜类：葱、蒜、蘑菇、香菜等蔬菜类：葱、蒜、蘑菇、香菜等水果类：苹果、香蕉、草莓等水果类：苹果、香蕉、草莓等肉禽类：牛、羊、猪等肉禽类：牛、羊、猪等水产类：海参、鱿鱼、干贝等水产类：海参、鱿鱼、干贝等中药材；中药材；生物类：生物类：食品的脱水加工食品工艺学第81页第五节第五节 干制品包装和贮藏干制品包装和贮藏 食品经干燥脱水处理后，其本身一些物食品经干燥脱水处理后，其本身一些物理特征发生了很大改变，如密度、体积、吸湿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以及便于储备运性等。为了保持干制品特征以及便于储备运输，通常对于干制品处理包含三部分：输，通常对于干制品处理包含三部分：u干制品预处理；干制品预处理；u干制品包装；干制品包装；u干制品贮藏。干制品贮藏。食品的脱水加工食品工艺学第82页一、包装前干制品预处理一、包装前干制品预处理1、筛选分级、筛选分级选出块片和颗粒大小不合标准产品；选出块片和颗粒大小不合标准产品；剔除其它碎屑杂质等物；剔除其它碎屑杂质等物；磁铁吸除金属杂质；磁铁吸除金属杂质；在输送带上进行机械筛选或人工挑选。在输送带上进行机械筛选或人工挑选。食品的脱水加工食品工艺学第83页2、均湿处理、均湿处理 有时晒干或烘干干制品因为翻动或厚薄不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，使或容器内短暂贮藏，使水分水分在干制品内部在干制品内部重重新扩散和分布新扩散和分布，从而到达均匀一致要求，这，从而到达均匀一致要求，这称为均湿处理。尤其是水果干制品。均湿处称为均湿处理。尤其是水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗；理还常称为回软和发汗；仓贮法仓贮法就是一个可大量均湿处理方法，即就是一个可大量均湿处理方法，即在仓库中将干暖空气经过堆积在假底上水分在仓库中将干暖空气经过堆积在假底上水分不均匀干制品使其外逸，可到达均湿效果；不均匀干制品使其外逸，可到达均湿效果；普通需普通需23周，菜干周，菜干18天；天；食品的脱水加工食品工艺学第84页3、灭虫处理：、灭虫处理：干制品尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其间，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。在适宜条件下会生长造成损失。烟熏烟熏是控制干制品中昆虫和虫卵惯用方法；是控制干制品中昆虫和虫卵惯用方法；惯用烟熏剂有甲基溴，普通用量惯用烟熏剂有甲基溴，普通用量1624g/m3，可使害虫中毒死亡。因溴会残留，普通允，可使害虫中毒死亡。因溴会残留，普通允许残溴量许残溴量150mg/Kg，有些水果干制品甚至，有些水果干制品甚至在在100 mg/Kg以下，如李干为以下，如李干为20mg/Kg。另外另外,二氧化硫也惯用于果干熏蒸；大包装葡二氧化硫也惯用于果干熏蒸；大包装葡萄干惯用甲酸甲酯防虫害；萄干惯用甲酸甲酯防虫害；食品的脱水加工食品工艺学第85页 4、速化复水处理、速化复水处理（instantization process）即为了加紧干制品复水速度，常采取即为了加紧干制品复水速度，常采取 压片法压片法 即将颗粒状果干经过相距为一定距即将颗粒状果干经过相距为一定距离（离（0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧）间隙转辊，进行轧制压扁，薄果片复水比颗粒状快速得多制压扁，薄果片复水比颗粒状快速得多 刺孔法刺孔法 将半干制品水分含量将半干制品水分含量16-30%干苹果干苹果片进行刺孔，然后再干制到片进行刺孔，然后再干制到5%水分，不但可水分，不但可加紧干燥速度，还可使干制品复水加紧。加紧干燥速度，还可使干制品复水加紧。刺孔压片法：刺孔压片法：在转辊上装有刺孔用针，同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。时压片和刺孔，复水速度可达最快。食品的脱水加工食品工艺学第86页5.压块（片）压块（片）将干制品在水压机中用块模压缩成密度较高将干制品在水压机中用块模压缩成密度较高块状如木耳块；或用轧片机轧成片状，如紫块状如木耳块；或用轧片机轧成片状，如紫菜片，这么可减小体积，还可有利于预防氧菜片，这么可减小体积，还可有利于预防氧化变质。化变质。对脱水蔬菜水分含量低、质脆易碎产品，通对脱水蔬菜水分含量低、质脆易碎产品，通常先直接用蒸汽加热常先直接用蒸汽加热2030S，促使软化方便，促使软化方便压块（片）并降低破碎率；压块（片）并降低破碎率；食品的脱水加工食品工艺学第87页二干制品包装二干制品包装 食品包装食品包装是指用适当材料、容器、工是指用适当材料、容器、工艺、装潢、结构设计等伎俩将食品包裹和艺、装潢、结构设计等伎俩将食品包裹和装饰，方便在加工、运输、贮存、销售过装饰，方便在加工、运输、贮存、销售过程中保持食品质量或增加商品价值程中保持食品质量或增加商品价值食品的脱水加工食品工艺学第88页1干制品包装要求干制品包装要求（1）能）能预防干制品吸湿回潮，预防干制品吸湿回潮，要求包装要求包装材料长久在材料长久在90%相对湿度中，每年水分相对湿度中，每年水分增加量应不超出增加量应不超出2%；（2）能）能预防预防外界空气、灰尘、虫、鼠和外界空气、灰尘、虫、鼠和微生物以及气味等微生物以及气味等入侵入侵；（3）能）能不透外界光线，避光不透外界光线，避光；食品的脱水加工食品工艺学第89页（4）贮藏、搬运和销售过程中含有）贮藏、搬运和销售过程中含有耐久牢靠耐久牢靠特特点，能维护容器原有特征，包装容器在点，能维护容器原有特征，包装容器在30100厘米高处落下厘米高处落下120200次而不会破损，在次而不会破损，在高温、高湿或浸水和雨淋情况也不会破烂；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）包装大小、形状和外观应有利于利于商品商品销售，销售，（6）和食品相接触）和食品相接触包包装装材材料应料应符合食品卫生要符合食品卫生要求，求，安全无毒，而且不会造成食品变性、变质；安全无毒，而且不会造成食品变性、变质；（7）开启方便；）开启方便；（8）包装费用应做到）包装费用应做到低廉低廉或或合理合理。食品的脱水加工食品工艺学第90页2.干制品包装容器干制品包装容器 纸箱和盒纸箱和盒纸箱和纸盒是干制品惯用包装容器。大多数纸箱和纸盒是干制品惯用包装容器。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、羊皮纸以及含有热封性高密材料如涂蜡纸、羊皮纸以及含有热封性高密度聚乙烯塑料袋，以后者较为理想。纸盒还度聚乙烯塑料袋，以后者较为理想。纸盒还惯用能紧密贴盒彩印纸、蜡纸、纤维膜或铝惯用能紧密贴盒彩印纸、蜡纸、纤维膜或铝箔作为箔作为外包装外包装。食品的脱水加工食品工艺学第91页塑料袋塑料袋多年来，供零售用干制品惯用玻璃纸包装，多年来，供零售用干制品惯用玻璃纸包装，现在开始用涂料玻璃纸袋以及塑料薄膜袋和现在开始用涂料玻璃纸袋以及塑料薄膜袋和复合薄