食品浓缩技术课件

平衡浓缩 利用两相在分配上的某种差异而获得溶质浓缩
液和溶剂的分离方法。如蒸发浓缩和冷冻浓缩。 非平衡浓缩
利用半透膜的选择性来达到分离溶质与溶剂的 过程。
1.蒸发浓缩物料发生变化
成分变化、黏度增加； 结垢
过度受热产生结块，焦化；可用高流速或加 强设备清洗来减缓结垢生成。 起泡
尤其是含蛋白质胶体较多的食物。 结晶
蒸发器的选用
物料敏热性选择制、品度黏设计适蒸用发的器蒸，发器要类以型料液的特性说（明 热敏性、黏度等） 无作要为求重：要低依或等中据，管全式面、衡板式量、，固通定常圆选锥用式 蒸发水平器管要式满不足适以合于下结的垢基制本品
无或小① ②
符传合热高工系艺数要高真求，空圆锅，有锥、溶较式刮液高板的的膜浓热式、缩效旋比率转适且当能琼；耗胶采低、用；明间胶歇、式肉浸出液的浓缩
预习
课堂考勤
41
《食品加工与保藏原理》
第六章 食品浓缩与结晶
食品浓缩的分类和目的 食品的蒸发浓缩技术 食品的冷冻浓缩技术 食品的膜浓缩技术 食品的结晶技术
一、食品浓缩的分类和目的
浓缩是从溶液中除去部分溶剂（通常是水） 的操作过程，也是溶质和溶剂均匀混合液的部 分分离过程。
按浓缩的原理分为平衡浓缩和非平衡浓缩两种物 理方法。
1.多效真空蒸发的特点
①在真空条件下，液体的沸点低，有利于增大加热蒸 汽与液体之间的温差，增大传热效率，减少传热面积；
②物料在较低温度下蒸发，可以减少对热敏性物料的 破坏；
③便于采用低压蒸汽和废热蒸汽作为热源，降低能耗， 提高生产效率。
④真空蒸发需要配备真空系统，会增大设备投资及动 力消耗。
2.多效蒸发的形式
690
413
384

1
6.87 0.855 11.2 1.4 575 126
28 536 690 270
蒸发效数
2
3
3.23
2.07
0.404
0.259
9.7
13.3
1.21
1.66
201
109
185
230
40
52
188
102
413
384
270
380
4
1.57 0.182 16.7 2.09
76 300 55 73 428 500
四、蒸发浓缩过程的节能与多效蒸发
单效真空蒸发广泛应用于食品浓缩。其最大优点就是容易操作 控制；可依据物料的粘性、热敏性等，控制蒸发温度和蒸发速率； 由于物料在单效蒸发器内停留时间长，会带来热敏性成分的破坏， 且物料在不断地浓缩，其沸点也随浓度的提高而增大，黏度也随 浓度和温度的变化而变化,因此浓缩过程要合理选择和控制蒸发温 度。由于液层静压效应，从而引起的液面下局部沸腾温度高于液 面上的沸腾温度，同时因料液黏度增大，物料在蒸发过程中湍动 小，更易增大温度差异，甚至加热面附近料液温度接近加热面温 度，引起局部结垢、焦化，严重影响热传递。
单效蒸发还存在热耗高，传热面积不能太大等特点，限制其蒸 发能力的提高。对于生产量很大的现代化大型食品加工厂，真空 多效蒸发显示出了其更大的优越性。
1.多效真空蒸发的特点
①在真空条件下，液体的沸点低，有利于增大加热蒸汽与液体 之间的温差，增大传热效率，减少传热面积； ②物料在较低温度下蒸发，可以减少对热敏性物料的破坏； ③便于采用低压蒸汽和废热蒸汽作为热源，降低能耗，提高生 产效率。 ④真空蒸发需要配备真空系统，会增大设备投资及动力消耗。

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蒸发在低于大气压力下进行称真空蒸发。
真空蒸发是工业中应用最广的一种蒸发操作，主要优 点是：低压下使溶液的沸点降低，溶液可在较低温度 下沸腾，使溶剂蒸发。在传热量一定情况下节约传热 面积，防止热敏性溶液在高温下的分解或变质。

如葡萄汁采用真空蒸发浓缩，对果汁风味影响很小， 比常压蒸发风味好得多，浓缩的葡萄汁含糖量可达 60-80%。
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3 冷 却 水 4
二 次 蒸 汽
2 原 料 液 5 加 热 蒸 汽 1 冷 凝 水 6
完 成 液
水
二、蒸发浓缩操作的方式
单效蒸发：产生的二次蒸汽直接被冷凝而不
再利用；
多效蒸发：二次蒸汽被引入另一蒸发器作为
热源利用的多个蒸发器串联的蒸发操作。
蒸发是在常压下进行称为常压蒸发。
1 1 2
1
2
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冷冻浓缩的基本原理:

冷冻浓缩是在溶液浓度低于最低共熔点 浓度下进行的。如浓度为X1、温度为t1 的溶液对应的冰点为t′1，当温度为 t′1时就有冰晶出现。当温度继续下降 至t2时，就会有部分冰晶产生，溶液浓 度可增加到X2。温度继续下降，冰晶不 断增加，浓度也不断提高.
4.浓缩用作某些结晶操作的预处理过程。
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第一节 蒸发浓缩
一、蒸发的基本概念
1定义：蒸发浓缩是利用溶剂和溶质挥发
度的差异，从而获得一个有利的汽液平 衡条件，达到分离的目的。 即溶液中溶质的挥发性小，溶剂具有明 显挥发性时，工业上常用加热方法，使 溶剂汽化达到使溶质增浓的目的就是蒸 发操作。
1）适应物料性质，符合工艺要求和食品卫生； 2）保证达到要求的浓度；

1）管子在管板上的排 列
有三种方式：三角形 排列、正方形排列和 同心圆排列。因为三 角形排列装的管数多， 而且为错列，所以多 用等边三角形排列法。 管子中心距约为管子 外径的1.3倍。
2）管子在管板上固定的方法 :
管子与管板的固定方法是蒸发罐中列管式 加热器制造中的最重要的问题。这不仅是 由于管子数量多而耗费工时多，更重要的 是必须保证管子和管板连接牢固而不发生 泄漏，否则会给生产及操作带来严重故障。 目前采用的固定方法一般为胀接法和焊接 法两种，在高温高压时，有时采用胀接加 焊接的办法。
（二）根据料液的流程分
1.循环式 2.单程式
（三）根据加热器结构型式分
1.盘管式浓缩器 2.中央循环式浓缩器 3.升膜式浓缩器 4.降膜式浓缩器 5.板式浓缩器 6.刮板式浓缩器
六 真空浓缩装置操作流程
1. 单 效 真 空 浓 缩 装 置：
是由一台浓缩罐、 冷却器和真空泵组 成的。目前，果酱 类生产中，采用这 种流程较多。
蒸发罐所用的加热蒸汽，不管是第一效所用的蒸汽 或其它各效所用的汁汽 ,都或多或少地夹带有一些不 凝缩的气体。 这些不凝气的来源有几方面： (1) 溶解于入炉水中的 空气，但数量不多； (2) 溶解于物料中的气体及有机 物分解而释放出来的气体混入汁汽中； (3) 从罐体的 各接口、阀门及视镜处漏入的空气，这是不凝气的 最主要来源。蒸发罐的真空度愈大，漏人的气体也 愈多。
四、对蒸发设备的要求
1.工艺上的要求 1）适应物料性质，符合工艺要求和食品 卫生； 2）保证达到要求的浓度； 2.热能利用上的要求 合理使用加热蒸汽和二次蒸汽，降低全 厂耗汽量和燃料耗用量。
3.设备结构的要求 1）在一定容积内尽量增大其加热面积，以 减少金属耗量和占地面积； 2）蒸发效能好，具有较高的传热系数，热 能利用率高； 3）结构简单，制造、安装、维修和清洗方 便；

浓缩技术案例分析
浓缩技术原理
通过减少食品中的水分含量， 提高食品的浓度和稳定性，从
而延长保质期和增加风味。
浓缩技术分类
根据不同的工艺和原理，浓缩 技术可分为蒸发浓缩、冷冻浓 缩和膜浓缩等。
浓缩技术应用
浓缩技术在果汁、果酱、调味 品、乳制品等领域广泛应用， 如浓缩苹果汁、浓缩番茄酱等 。
浓缩技术优缺点
04
食品浓缩和结晶技术发展趋势
技术发展趋势
高效节能技术
智能化控制
随着能源成本的不断上升和环保要求 的提高，高效节能的浓缩和结晶技术 成为未来的发展趋势。
通过引入人工智能、大数据等先进技 术，实现浓缩和结晶过程的智能化控 制，提高生产效率和产品质量。
新型分离材料和工艺
新型分离材料和工艺的开发和应用， 如膜分离、离子交换等，将进一步提 高浓缩和结晶的效率和纯度。
应用领域发展趋势
功能性食品领域
随着人们对健康饮食的关注度不 断提高，功能性食品的需求越来 越大。浓缩和结晶技术将在功能
性食品领域发挥重要作用。
生物医药领域
生物医药领域对高纯度、高质量的 原料需求较大，浓缩和结晶技术将 有助于提高原料质量和降低生产成 本。
环保领域
随着环保要求的提高，高盐废水处 理等环保领域将更多地应用浓缩和 结晶技术。
食品结晶技术的应用范围相对较窄，主要用于糖、盐等大宗 工业原料的结晶。
优缺点比较
食品浓缩技术的优点在于操作简单、设备投资少、加工成 本低，同时能够较好地保持食品的营养价值和口感。然而 ，食品浓缩技术也存在一些缺点，如可能会改变食品的质 构和风味，以及浓缩后的食品容易变质。
食品结晶技术的优点在于可以将食品中的有效成分或杂质 进行分离和纯化，提高食品的品质和安全性。然而，食品 结晶技术也存在一些缺点，如结晶过程较为复杂、设备投 资大、加工成本高等。

超滤通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、
聚碳酸酯、聚酯、刚性醋酸酯等材料。
超滤的最大应用也是乳制品行业，如选择
性脱乳糖或脱盐，分离功能性成分。其它 应用包括：酶、其它蛋白质或多糖的分离、 浓缩；果汁澄清以及反渗透之前的预处理 等。
3、电渗析
在外加直流电场的作用下，利用阴
离子交换膜（只允许阴离子透过而阻挡
• 分离动力：制冷剂
• 分离原理：纯水的选择性结晶 • 分离步骤：首先是部分水分从水溶液中结 晶析出，而后将冰晶与浓缩液加以分离。 • 分离产物：液态浓缩物和纯冰
冷冻浓缩基本单元组成示意图
思考题
• 干燥和浓缩的区别是什么？浓缩的类型有 哪些？试举一例讨论浓缩的原理、操作过 程及其应用特性。
• 膜浓缩的种类主要有哪些？各自的分离范 围和原理是什么？

浓缩的目的：
减少重量和体积
提高制品浓度、增大渗透压、降低水分活度、延
长保质期
是结晶操作的前处理过程或结晶控制的一种手段 降低食品脱水过程的能耗 改善产品品质
二、浓缩方式及原理
• 蒸发浓缩
• 膜浓缩 • 冷冻浓缩（ Nhomakorabea）蒸发浓缩
1、蒸发原理 传热与传质 热量与质量的平衡原理 影响传热因素（温差、 传热面沉淀、界面膜）
液体食品的浓缩
浓缩的基本特性 浓缩方式及原理
一、浓缩的基本特性
浓缩：从溶液中除去部分溶剂（通常是水）的操作过 程，也是溶质和溶剂均匀混合溶液的部分分离过程。

物料类型：液体食品

水分减少机制：流体内部以分子、漩涡状传递水分， 流体表面到外部周围以对流传质 操作方式：商业上使用连续、稳定态操作
产品特性：水分含量>20～30%，产品仍具有流动性

螺旋沉降离心机
浓缩
苹果汁浓缩设备的蒸发时间通常为几秒钟或几分钟，蒸发 温度通常为55～60℃，有些浓缩设备的蒸发温度低到 30℃。在这样短的时间和这样低的蒸发温度下，不会产生 使产品成分和感官质量出现不利的变化。
浓缩设备的蒸发时间过长或蒸发温度过高，苹果浓缩汁会 因蔗糖焦化和其他反应产物的出现而变色和变味。羟甲基 糠醛含量可以用来判断苹果浓缩汁的热处理效果。
浓缩苹果汁的加工工 艺
浓缩苹果汁体积小，可溶性固形物含量达65%~68%，可节约 包装及运输费用，能使产品较长期保藏
工艺方法
工艺流程
苹果库存→清洗→挑选→预煮→破碎→取 汁→澄清→离心分离→过滤→浓缩→冷却 →灌装
清洗和挑选
清洗前, 正常的果蔬原料表面上的微生物数量非常多, 通过清 洗, 要降低到原来的2.5%～ 5%。
澄清
• 澄清一般有以下两种方法: • 明胶—— 单宁澄清 明胶和单宁结合能形成明胶单宁酸
盐络合物而沉淀, 随着络合物形成,果汁中的悬浮颗粒被缠绕 而随之沉淀。此外, 因苹果汁中含有果胶、纤维素、单宁及 戍糖等带有负电荷的物质, 而苹果汁中的酸及加入的明胶带 正电荷, 它们互相作用凝聚、沉淀, 从而澄清。加明胶时果 汁温度小于40℃, 明胶应充分溶解成溶液, 加入量一般为万 分之二至三。
滚筒中, 层数在40～ 150 层之间, 间距大都 浓缩苹果汁体积小，可溶性固形物含量达65%~68%，可节约包装及运输费用，能使产品较长期保藏
制汁用的苹果应是完好成熟的果实，要剔除腐败果和病虫果 溶解酶时用高温纯水(30℃)。
在0.4～ 2mm 之间。 果水比例要严格控制在1∶2～ 1∶2.
为使果汁浸出率提高, 浸出温度升高加快, 在浸提时要加入复合酶。 两次浸提温度有所不同: 第一次为42～ 48℃, 第二次约在39℃左右。 浸提就是把果肉细胞的汁液转移到液态浸提介质(热水) 中的过程。 5～ 1∶2 之间, 可保证浸提出来的汁液有较高的浓度和较高的浸出率。 从这两方面考虑, 苹果挑洗之后必须进行预煮。

浓缩操作原理
讲解了浓缩操作的原理，包括蒸发和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ凝的基本 概念，以及它们在浓缩过程中的作用。
浓缩操作流程
详细介绍了浓缩操作的流程，包括进料、加热、 蒸发、冷凝、排出等步骤，以及各步骤中的关键 控制点。
设备操作与维护
针对浓缩操作涉及的设备，讲解了设备的操作方 法、日常维护和常见故障排除等内容。
培训效果评估
《浓缩操作培训》 ppt课件
REPORTING
• 浓缩操作简介 • 浓缩设备介绍 • 浓缩操作流程 • 浓缩操作中的问题及解决方案 • 案例分析 • 培训总结与展望
目录
PART 01
浓缩操作简介
REPORTING
浓缩操作的定义
01
浓缩操作：通过特定的工艺技术 ，使溶液中的溶质含量相对增加 ，而溶剂含量相对减少的过程。
技术更新与发展
关注浓缩操作技术的更新和发展趋势，及时将新技术纳入培训内容 ，以保持培训的前沿性和实用性。
学员交流与互动
搭建学员交流平台，鼓励学员之间互相学习、分享经验和解决问题， 促进共同进步。
THANKS
感谢观看
REPORTING
案例总结与启示
成功案例的共同点
01
技术创新、严格控制工艺参数、持续改进和优化。
失败案例的教训
02
注重设备维护和保养、加强工艺安全评估、严格遵守操作规程
。
启示
03
不断学习和探索新技术，提高操作技能和安全意识，加强团队
沟通和协作。
PART 06
培训总结与展望
REPORTING
培训内容回顾
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清洗设备
在浓缩操作完成后，对设备进行 彻底清洗，以备下次使用。