食品干燥技术-干燥原理-2

食品真空干燥的原理食品真空干燥是一种常见的食品加工方法，其原理是在很高的真空环境下将食品中的水分通过蒸发的方式去除。

下面我将详细介绍食品真空干燥的原理。

食品真空干燥的过程主要包括预处理、真空干燥和后处理三个步骤。

首先，在进行真空干燥之前，需要对食材进行预处理，如去除杂质、清洗、切割等，以提高干燥效果。

然后，将预处理后的食材放入专用的真空干燥设备中进行干燥。

在真空环境下，食物通过自身的水分蒸发形成水蒸汽，然后通过真空泵将水蒸汽抽出。

最后，干燥后的食品需要进行后处理，如包装、密封等，以保证干燥后的食品的质量和保存期。

在食品真空干燥中，真空是实现干燥的基本条件。

真空是指在一定的环境下，将空气或气体完全排除，形成极低的压强。

在干燥中，真空可以降低环境中的压强，使食品中的水分在低压环境下更容易蒸发。

真空干燥能够提高干燥速度和效果，同时还能保留食品的营养成分和风味。

食品真空干燥的原理主要有以下几点：1.降低沸点：真空干燥可以降低食材中的水分的沸点，使水分在较低的温度下蒸发。

在标准大气压下，水的沸点为100摄氏度。

但在低压环境下，水分的沸点会相应降低。

因此，真空干燥可以在较低的温度下将食物中的水分蒸发，有效保留食材的营养和风味。

2.利用气体的扩散性：在真空环境中，气体的扩散性增加，使得水分从食品中快速蒸发。

真空干燥中，将食材放置在真空环境中，水分分子会随着压差的存在，从食材中向低压区域扩散。

这样，食物中的水分会迅速蒸发和逸出，实现干燥。

3.减少氧化反应：真空干燥可以降低氧气的浓度，减少食材中的氧化反应。

食品中的营养成分易受氧化的影响，而真空环境下氧气的浓度较低，可以减少氧化反应的发生，降低对食材的损害。

4.保持食品质量：真空干燥过程中的低温和低压能够保留食材的色、香、味和营养成分。

相比于传统的烘干方法，真空干燥可以更好地保持食品中的营养成分，避免因高温热处理而造成的营养损失。

总体来说，食品真空干燥的原理是通过在真空环境下降低食物中的水分的沸点，利用气体的扩散性将食物中的水分蒸发，减少氧化反应和保持食品质量。

食品冷冻干燥的原理食品冷冻干燥是一种常用的食品保鲜和加工方法。

它通过将食品在低温下冷冻，然后将冷冻的食品在真空条件下加热，使水分从食品中直接转化为水蒸气，达到干燥的目的。

食品冷冻干燥的原理主要涉及到三个关键步骤：冷冻、干燥和真空。

食品冷冻干燥的第一步是冷冻。

将食品放入低温环境中，一般为零下20度至零下50度的温度范围内，使食品迅速冷却。

冷冻的目的是将食品中的水分转化为冰晶形式，从而减少食品中的水分含量。

接下来是干燥的过程。

在冷冻后，食品中的冰晶会转化为水蒸气，这个过程称为升华。

升华是物质从固态直接转化为气态的过程，跳过了液态阶段。

在冷冻食品中，通过升华过程将水分从食品中脱除，可以保持食品的营养成分和口感。

最后是真空的环境。

在干燥的过程中，为了加速水分的升华，需要在食品周围建立一个真空环境。

真空环境下的压力较低，可以降低水的沸点，使水分更容易从固态转化为气态。

同时，真空环境下还可以减少氧气的存在，防止食品氧化和变质。

食品冷冻干燥的原理，可以通过控制冷冻和干燥的时间、温度和真空度来实现。

首先，冷冻的时间和温度要根据不同食品的特性来调整，以确保食品能够充分冷冻。

然后，干燥的时间和温度也需要根据食品的特性来调整，以保持食品的质量和营养成分。

最后，真空的度数也需要根据食品的特性来选择，以保证水分充分升华。

食品冷冻干燥的原理有许多优点。

首先，由于食品在低温下进行干燥，可以大大减少食品的营养流失，保持食品的色、香、味和口感。

其次，冷冻干燥可以在食品中保留多种活性成分，如维生素和酶等，有助于提高食品的保健功能。

此外，冷冻干燥后的食品体积轻巧，易于储存和运输，延长了食品的保质期。

然而，食品冷冻干燥也存在一些局限性。

首先，冷冻干燥的过程时间较长，会增加生产成本。

其次，由于需要建立真空环境，设备成本也较高。

此外，某些食品在冷冻干燥过程中可能会发生结构变化，影响食品的口感。

总结起来，食品冷冻干燥是一种常用的食品保鲜和加工方法。

食品干燥的化学反应原理食品干燥是一种常用的食品加工技术，通过将食品暴露在高温或低湿的环境中，加速水分的蒸发，从而达到延长食品保质期、减轻重量、方便储存和运输等目的。

食品干燥的化学反应原理主要包括水分蒸发和食品组分的维持稳定性。

1. 水分蒸发食品干燥的首要目标是将食品中的水分蒸发出去，使食品失去足够的水分含量，从而降低食品中微生物和酶的活性，延长食品的保质期。

水分蒸发的化学反应原理主要是水的蒸发和蒸汽的扩散。

水的蒸发是指水分分子从食品中自由转变为水蒸汽的过程。

当食品暴露在高温环境下，食品中的水分分子会吸收热量，并增加其动能，逐渐获得蒸发的能力。

通过升温和提高环境湿度可以增加水分蒸发速度。

此外，还可以使用真空干燥技术，通过降低环境压力，使水的沸点降低，进一步加快水分的蒸发速度。

蒸汽的扩散是指水蒸汽从食品中的内部向外部环境扩散的过程。

食品中的水蒸汽分子会在高温环境下获得足够的动能，从高浓度区域向低浓度区域移动，形成蒸汽的扩散梯度。

蒸汽的扩散速率取决于环境湿度、温度、食品材料的透气性等因素。

2. 食品组分的维持稳定性在食品干燥的过程中，除了水分的蒸发外，还存在一些化学反应会影响食品的品质和口感。

为了维持食品的稳定性，需要注意以下几个化学反应原理：氧化反应：食品中的一些营养成分和食品色素容易受到氧气的氧化作用而引起质量的下降。

为了减少氧化反应，可以在食品干燥过程中降低环境中的氧气含量，或者使用抗氧剂添加剂保护食品。

酶的反应：一些食品中存在的酶容易受到高温的影响而降解，从而影响食品的品质和口感。

为了减少酶的反应，可以在食品干燥的早期阶段快速提高温度，使酶活性迅速降低。

同时，也可以使用抑制酶活性的物质来保护食品。

糖类和蛋白质的反应：在高温条件下，食品中的糖类和蛋白质会发生一些非酶催化的化学反应，例如Maillard反应。

这些反应会产生氨基酸的羧化产物和糖的褐色物质，从而影响食品的口感和色泽。

为了减少这些反应，可以降低食品的温度和湿度，控制食品的糖和氨基酸含量。

食品微波干燥的原理是微波干燥是一种用于除去水分的技术。

它是将微波能量传递到物体中，从而导致物体中分子的运动。

由于分子的运动，热量被产生，并且物品从内部开始变干。

微波是一种电磁波，其波长范围在1mm到1m之间。

微波传递时会通过食品的水分子，并导致分子不断旋转、摩擦、碰撞，因此产生了热能，这将导致内部水分的蒸发，从而使原材料变干。

微波干燥的原理是利用食品材料中存在的水分的物理性质，即当水被微波照射时会产生分子振动、旋转等运动，从而引起水分子内部的相互摩擦，生成热量，使其温度升高，水分被加热蒸发。

水分通过物质的表面蒸发，导致食品变干。

干燥过程中需要控制微波功率和时间，以避免出现过度加热的情况。

微波干燥的优缺点：优点：1. 干燥速度快：传统的干燥方法需要长时间，而微波干燥仅需数分至数十分钟即可完成，大大提高了生产效率；2. 保留营养成分：传统干燥过程中，因为高温会导致食品营养成分的流失。

而微波干燥可以保留食品的营养成分，保证了食品的健康价值；3. 节能：微波干燥采用电能直接转化为热能，其效率较高，因此可以有效节省能源消耗；4. 可控性强：微波干燥过程中，可以根据不同的物料进行微波功率和时间的调整，因此干燥时间和效果可控性很强。

缺点：1. 成本较高：微波干燥设备的价格相对传统干燥设备较高；2. 一次加工量小：由于微波干燥设备的体积相对较小，单次干燥量相对较少，因此需要多次运转；3. 微波加热非均匀：微波干燥过程中，由于微波在物质中传输路径受限，因此物料中的水分含量和物料厚度等参数对加热效果影响较大，同时也会导致内部与外部温度分布不均匀。

因此，虽然微波干燥存在缺点，但其高效、节能、实现可控性同时保留食物营养成分等优点已经被广泛认可，将会被越来越多的人所接受和使用。

第12章食品干燥原理用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。

干燥方法按加热方式可分为四大类：(1)导热干燥热量通过与食品物料接触的加热面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到干燥的目的。

(2)对流干燥热量以对流的方式传递给湿物料，使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。

干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。

(3)辐射干燥热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递，使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。

(4)介电加热干燥在高频电场中，食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使湿分汽化，达到干燥的目的。

干燥操作既包含传热过程又包含传质过程，两者的传递方向可能相同，也可能不同，但遵循的规律是：热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。

物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压）区向低浓度（或低分压）区传递。

干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强必须大于干燥介质中湿分的分压。

此差值越大，推动力越大。

本章所论及的湿分为水分，干燥介质为热空气。

1 湿空气的热力学性质1．1 湿含量（湿度）H湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。

v v a a v v a v p P p M n M n m m H -===2918或 v v p P p H -=622.0 （kg/kg 绝干气）式中：p v 、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa 或kPa 。

湿含量也可理解为单位质量（1kg ）绝干空气中所容纳的水蒸汽质量。

1． 2相对湿度φ湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。

s v p p =φ式中：p v 、p s -分别为水蒸汽分压和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa 。

相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能力越强。

对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。

食品真空干燥的原理食品真空干燥是一种通过在低压环境下蒸发水分，使食品中的水分迅速蒸发，从而实现干燥的食品加工方法。

其原理主要包括物理原理和化学原理。

物理原理方面，真空干燥主要利用低温低压条件下水的汽化特性来实现食品的干燥。

在低压环境下，水的沸点降低，蒸发速度加快。

同时，真空状态下，水分子的蒸发速度增大，表面张力降低，加速了水分子从食品中脱离的过程。

由于低温低压条件下水的蒸汽压低于食品的水分压强，使得水分子从食品中蒸发出来，从而实现食品的干燥。

化学原理方面，真空干燥过程中，食品中的水分子由于低温与低压的作用，分子间的相互作用力减小，进一步增加了水分子的脱离率。

此外，在干燥的过程中，真空蒸发还能减少氧气对食品中的营养成分的氧化作用，从而保留更多的食品营养成分。

具体而言，食品真空干燥的过程可以分为预冷、冷冻、真空干燥和解冻几个步骤。

首先，预冷。

将食品放置在真空密封容器中，通过冷却介质的传热作用，使食品的温度逐渐降低。

预冷的主要目的是减少真空干燥过程中食品的温度升高，避免食品的结构破坏、脱水不均匀等问题。

接下来是冷冻步骤。

将预冷好的食品放入低温冷冻室中，使得食品的温度快速降低，从而形成冷冻状态。

冷冻可以减慢食品中水分的扩散速度，防止食品外层水分被蒸发过多。

然后是真空干燥步骤。

在设备中建立一定的真空度，通过设备内外的压差，使食品中的水分子从高压处向低压处蒸发。

在这个过程中，设备会抽取食品中的水分，并将其转化为蒸汽，从而迅速实现食品的干燥。

最后是解冻步骤。

将真空干燥结束后的食品从低温环境中取出，使其逐渐回到常温状态。

解冻步骤的目的是恢复食品的冻结结构，防止干燥过程中食品的变形、变质等现象。

需要注意的是，在整个真空干燥过程中，需要严格控制干燥的温度和时间。

过高的温度和时间会导致食品的热敏感性成分损失、质地变硬等问题，而过低的温度和时间又容易导致脱水不充分、干燥不均匀等问题。

食品真空干燥有许多优点。

首先，它可以在较低的温度下进行干燥，避免了高温烘干过程中的营养成分损失。

食品干制的原理
食品干制的原理是通过控制食品表面的温度、湿度和气体环境，从而使食品中的水分逐渐蒸发或逸出，达到干燥的目的。

食品干制可以采用自然干燥或人工干燥的方法。

自然干燥是将食品暴露在自然的环境中，利用太阳辐射、风力和温度差等自然条件，通过风干、晾晒等方式让食品中的水分逐渐蒸发或蒸发。

这种方法适用于气候干燥、气温高、湿度低的地区，但干燥速度较慢，并且容易受到天气等因素的影响。

人工干燥是通过人为创造适宜的环境条件来进行食品干燥。

常用的人工干燥方法包括热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等。

其中，热风干燥是最常见的一种方法，它利用加热设备产生的热空气对食品进行干燥。

在干燥室中，加热设备产生的热空气会与食品表面的湿气发生热交换，使水分蒸发，然后通过通风设备排出。

真空干燥则是在低压下进行干燥，通过减压使水分在低温下快速蒸发。

冷冻干燥是将食品冷冻成无水晶冰，并在低温下施加真空进行干燥，即冷凝水直接由固体状态转变为气体状态。

这些人工干燥方法可以加快干燥速度，提高干燥效果，并且可以根据不同的食品特性选择合适的方法。

总的来说，食品干制的原理是通过控制食品表面的温度、湿度和气体环境，使食品中的水分逐渐蒸发或逸出，达到干燥的目的。

不同的干燥方法和条件可以根据食品的特性和要求进行选择，以实现最佳的干燥效果。

食品微波干燥技术的原理
食品微波干燥技术是一种利用微波能量将食品中的水分蒸发而实现干燥的方法。

其原理主要包括微波加热、传热和蒸发三个方面。

首先是微波加热。

微波干燥是利用微波在物质中的能量传递作用，通过材料分子中的摩擦、振动和碰撞来产生热量。

当微波能量穿透物质表面后，会与物质中的极性分子（如水分子）发生相互作用，引起分子的摩擦运动，从而使得物质内部产生热量。

这种加热方式不同于传统的对流传热方式，微波加热能够实现对物质内部的快速、均匀加热，因此能够提高干燥速度。

其次是传热。

微波干燥过程中，产生的热量将使得食品中的水分被加热并蒸发。

水分子在微波场的作用下发生振动加热，从而导致水分子之间的相互作用减弱，使得水分分子之间的距离逐渐扩大，从而加速了水分的蒸发。

此外，微波加热还能够通过食品颗粒之间的热传递来提高传热效率，使得食品内部的水分快速蒸发，从而实现了快速干燥效果。

最后是蒸发。

微波加热导致食品中的水分子吸收能量并蒸发，同时液态水的渗透性会增加。

微波能够使水分分子在短时间内迅速加热，蒸发，并通过食品表面排出。

同时，微波加热也能够使得食品中的水分分子蒸发后形成的气体迅速从食品内部扩散到表面，从而实现了快速干燥。

综上所述，食品微波干燥技术的原理是利用微波加热与传热的作用，使得食品内
部的水分分子受热蒸发，并通过表面排出，从而实现了干燥的效果。

与传统的热风、真空干燥相比，微波干燥技术具有干燥速度快、温度升高快、热效率高、产量大、物料温度低、能耗低等优点，因此在食品加工业中有着广泛的应用前景。