10.第十章 食品工程新技术
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第一章膜分离1、膜分离 ----“利用膜进行物质的分离”。
2、分类(按推动力分):压力驱动----反渗透,纳滤,超滤,微滤;电场作用----电渗析;浓度差----透析/渗透,液膜分离3、特点:1. 分离过程不发生相变化,能耗低。
2. 分离过程在常温下进行,适用于热敏物质。
3. 适用范围广,(例如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等)。
4. 分离装置简单,操作容易,易自控、维修。
4、反渗透利用膜只透过溶剂(通常是水)的性质,对溶液施加压力来克服溶剂的渗透压,使溶剂通过膜而从溶液中分离出。
(例如:海水和苦咸水的脱盐,纯水制造,液体的浓缩,等)5、纳滤:用孔径1nm左右的膜,在压力差的推动下,将溶液中的百级的分子等分离出来的过程。
(例如,工业水处理,天然药物分离,发酵液浓缩等)6、超滤:应用孔径1-20nm(或更大)的超滤膜,在压力差的推动下,将溶液中的大分子或微细粒子分离出来的过程。
(例如:母乳化牛奶的生产中,乳清蛋白的分离。
)7、微滤:用孔径0.02-10m的多孔膜在压力差作用下分离含有微粒的溶液/气体的过程。
(例如,空气净化,清汁饮料的生产,常作为超滤等过程的前处理。
)8、电渗析:在外加电场的作用下,利用离子交换膜对离子的选择透过性而使溶液中的带电离子与溶剂有选择性地分离的过程。
(例如:乳清的脱盐,氨基酸的分离,去离子水的生产,等。
)9、透析:是利用膜两侧的浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程。
(例如:慢性肾脏病患者的治疗。
)10、液膜分离:是使用液膜进行分离操作的,施加于液膜的推动力是浓度差,液膜分离的本质是依赖于膜内溶解度的不同并伴有化学反应的参与而使物质分离的过程。
(例如:废水处理)11、膜的使用寿命影响因素(1)水解作用(2)膜的压实(3)膜的污染控制(1)选择合适的膜(2)控制操作条件(3)定期清洗与消毒柠檬酸溶液----对Fe(OH)2的污染;柠檬酸铵溶液----对有机污垢或无机污垢;加酶洗涤剂----对蛋白质、多糖、油脂类污染物;水溶性乳化液----对被油或氧化铁污染的膜;双氧水溶液----对被排放水污染的膜,等等。
食品科学中的新技术和新品种食品科学是集生物学、化学、物理等多个学科于一体的综合性学科,它的主要目的是研究食品的生产、加工、质量、安全及营养价值等方面的问题。
在现代社会中,随着科学技术的不断进步和食品安全问题的日益严峻,对食品科学的研究也越来越受到人们的关注。
本文将对近年来食品科学中的新技术和新品种进行介绍和分析。
一、新技术1.高压处理技术高压处理技术是利用高压力使食品受到压缩和扩张,从而改变食品中的物理和化学性质的一种技术。
在高压力下,食品中的微生物、酶和其他活性物质会失活或被抑制,从而延长食品的保质期和改善食品的品质。
现在,高压处理技术已经广泛应用于肉类、海产品、蔬菜、果汁、奶制品等食品的保鲜和杀菌处理中。
2.纳米技术纳米技术是指将物质从宏观到微观尺度转化的一种技术。
在食品科学中,纳米技术可以被用于改善食品的口感、质地、营养素释放和稳定性等方面。
例如,将纳米颗粒加入到食品中,可以有效减少食品中的脂肪和糖分,从而控制食品的卡路里和甜度。
此外,还可以利用纳米技术制备纳米胶囊,将营养素包裹在内,防止其受到氧化和光照的危害,从而延长食品的保质期和提高营养价值。
3.膜技术膜技术是一种将物质通过膜分离、浓缩和提纯的技术。
在食品科学中,膜技术可以被用于分离和过滤食品中的固体、液体和气体等成分,从而改善食品品质和降低成本。
例如,可以利用超滤膜将乳清分离出乳蛋白,从而降低乳制品的成本并增加蛋白质含量。
此外,膜技术还可以用于浓缩食品中的营养素和香料,提高其品质和口感。
二、新品种1.基因改良食品基因改良食品是通过将某些特定基因从一种物种或生物体中移入另一种物种或生物体中,从而改变其遗传性状的一种食品。
在食品科学中,基因改良技术可以被用于改良食品的产量、营养和抗病性等方面。
例如,通过在玉米中加入一种杀虫基因,可以减少玉米对虫害的侵袭,提高产量和质量。
但是,基因改良技术也存在一定的争议和危险性,因此其应用需要更加谨慎和规范。
食品科学中的新型食品加工技术食品市场发展迅速,不断有新品种和新工艺的食品加工技术问世,其中不乏新型食品加工技术。
在过去,传统的工艺流程带来了诸多问题,比如食品加工过程中可能损失营养成分,加工过程时间长,品质难以保证等等。
新型食品加工技术则能够解决这些问题,提升食品的品质和营养价值,同时还能提高食品的产量和生产效率。
下面将会介绍几种典型的新型食品加工技术。
一、微波技术微波是一种高频率的电磁波,常被用于加热和干燥食品。
微波不仅能够加快食品加热速度,也能够在短时间内实现食品的杀菌和灭菌。
这种加热技术的优点在于能够保持食品的营养成分,同时也减少了加工过程中的时间和能耗。
微波辅助萃取技术也是一种相对较新的技术,它能够对含有活性物质的植物提取物进行高效提取。
相比于传统的提取技术,微波萃取技术更加快速、高效和节能。
这种技术在提取茶叶、花草、中药等方面应用广泛。
二、高压处理技术高压处理技术是一种能够提高食品生产效率和控制微生物生长的新型加工技术。
通过将食品置于高压容器中,在经过一定时间的高压处理后,可以使细菌和病毒被杀死,从而达到食品的杀菌和灭菌作用。
此外,高压处理技术还能够改变食品的外观、质地和口感,使得食品更加可口。
这种加工技术在腌制蔬菜、水果和肉类食品等方面有很广泛的应用前景。
三、超声波技术超声波技术是一种通过高频声波来进行食品加工的新型技术。
相比于传统加工技术,超声波技术更加快速和高效,同时对于保护食品的营养成分也有很好的效果。
超声波技术可以用于液态食品的搅拌、混合和乳化,甚至是在咖啡和啤酒等饮料的生产中也有很好的应用。
此外,在蔬菜和水果的清洗和加工过程中,超声波技术也有很好的优势。
四、纳米技术纳米技术是一种能够将物质粒度压缩至纳米级别的加工技术。
在食品加工领域,纳米技术能够用于食品成分的分离和纯化,同时还能够提高食品的口感和品质。
纳米营养素也是纳米技术的一个重要应用方向。
可以通过纳米颗粒对含有营养成分的食品加工成纳米颗粒,这样能够提高营养成分的生物利用率。
第一章1、粉碎:利用机械力克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。
2.物料粉碎的目的:1有利于不同物料的均匀混合2.选择性破碎,以分别进行不同成分的利用,提出或分离3.破坏细胞壁结构,便于胞内产物的排出4.增大比表面积,提高烘干效率,扩大食物与消化液的接触面积,提高食物的消化效率2.开路系统,一次性粉碎后卸出物料全部作为制成品,优点是,工艺流程简单,设备少,工程投资小,维护管理简单,缺点是,产品粒度不均匀,效率低3粉碎形式挤压,击碎,折断,磨碎,劈碎3.物料的力学性质:硬度,强度,脆性,韧性2、物料粉碎时收到的作用力:挤压力、冲击力、剪切力3、粉碎至少需要量方面能量:变形能、表面能4、锤式粉碎原理:利用高速旋转的垂头产生强大的冲击力,以及受垂头离心力作用冲向内壁产生的冲击、摩擦和剪切力,和颗粒间相互强烈的冲击、摩擦和剪切等作用力将物料粉碎成微细粒子5、球磨机粉碎原理:当罐转动时物料借圆球落下时的撞击劈裂作用及球与罐壁间、球与球之间的研磨作用而被粉碎6、转辊粉碎原理;利用两个做差速转动的转辊表面之间产生摩擦、挤压或剪切作用力进行研磨粉碎7、气流粉碎原理:利用蒸汽空气或其他气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高速的湍流和能量装换流,物料颗粒在高能气流作用下悬浮输送,相互发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦,加上高速喷射气流对颗粒的剪切、冲击作用,使得物料颗粒间得到充分研磨而粉碎成细小粒子8.振动磨原理,利用球形或棒型研磨介质作高频震动时产生的冲击,摩擦和剪切等作用力,来实现对物料颗粒的超微粉碎,并同时起到混合分散作用8、均质机工作原理:(1)剪切:在液体物料高速流动时,若突然遇到狭窄的缝隙,就会造成极大的速度梯度,产生大的剪切力使物料破碎(2)冲击:液体物料与均质阀产生高速撞击作用,从而将脂肪球等撞击成细小的微粒(3)空穴:液体在高速流经均质阀缝隙处时产生巨大的压力降,当压力降低到液体的饱和蒸汽压时,液体开始沸腾并开始气化,产生大量气泡。
食品科学中的新技术与新材料食品科学中新技术与新材料的应用随着全球化和科技进步的加速,食品科学技术不断创新,迎来了新的发展机遇。
新技术和新材料的应用在食品保鲜、营养增强、品质改善方面取得了可喜的成果。
在本文中,我们将探讨新技术和新材料在食品科学中的应用,包括食品真空包装技术、纳米技术、先进的食品分析技术和生物活性物质的研究,以及其他一些重要的进展。
一、食品真空包装技术食品真空包装技术是近年来十分受欢迎的一种食品保鲜技术。
其主要原理是将食品放在密封的袋子或容器中,吸出里面的氧气和其他气体,既可以延长其保鲜期,也可以防止食品腐败。
这种技术在许多食品行业中应用广泛,如坚果、肉类、奶酪、水果等。
此外,与纯氧大气包装技术相结合,可以提高食品保鲜效果。
二、纳米技术纳米技术是一种在纳米级别上制造、处理和应用材料的技术,可以改善食品的外观、口感、滋味、抗氧化性、营养价值、保质期等方面。
其中,纳米粒子的应用在食品领域中一直是一个热门的话题。
纳米颗粒对食品的黏度、稳定性、可溶性和抗氧化性能等方面有积极影响。
此外,纳米材料还有可能被用于利用食品废弃物的再循环利用。
三、先进的食品分析技术和生物活性物质的研究最近的研究表明,许多食品中存在的生物活性物质具有丰富的营养和保健功能。
这些生物活性物质包括多种维生素、矿物质、多酚类、菌种等。
先进的食品分析技术对生物活性物质的研究和检测至关重要。
针对不同的生物活性物质可以采用不同的检测方法,如高效液相色谱法、气相色谱法和质谱技术等。
了解食品中生物活性物质的含量和作用机制有助于设计更健康的食品。
四、其他进展在食品科学领域,其他一些重要的进展也值得关注。
例如,电磁场技术可以减轻陈旧的油脂味,改善食品的品质和口感。
超临界流体技术可以用于从食品中提取脂肪和其他营养成分。
油脂微胶囊化技术可以改善油脂的稳定性,防止氧化和变质。
综上所述,食品科学中新技术和新材料的应用为食品保鲜、营养增强、品质改善和废物再利用方面提供了新的解决方案。